Nagy, ammónia és vízjég keverékéből álló, kásás golyók lehetnek a felelősek az Uránusz és Neptunusz légkörében látszólag hiányzó ammóniáért, mely rejtély hosszú ideje foglalkoztatja a tudósokat – számol be a Phys.org. Egy, Tristan Guillot által írt, és a 2021-es EPSC-n (Europlanet Science Congress) bemutatott tanulmány rámutatott arra, hogy a két bolygó légkörében lévő „kásagolyók” nagyon hatékonyak lehetnek az ammónia mélyebb, átlátszatlan légköri rétegekbe történő szállításában, elrejtve ezt a vegyületet a műszereink elől.

Az Uránusz és Neptunusz a HST képein. Forrás: NASA, ESA, A. Simon (NASA Goddard Space Flight Center), M.H. Wong és A. Hsu (University of California, Berkeley)

A jelenlegi, infravörösben, illetve rádióhullámok tartományában történt műszeres megfigyelések rámutattak arra, hogy az Uránusz és Neptunusz esetében, a Jupiterrel és Szaturnusszal összevetve hiányzik az ammónia a légkörben. Ez a felfedezés rendkívül meglepő, miközben tudjuk, hogy ezen égitestek egyébként igen gazdagok más vegyületekben, például metánban, mely ugyancsak megtalálható abban az ősi gázfelhőben, melyből Naprendszerünk létrejött.

Két lehetőség van: az egyik az, hogy az egyes bolygók egyéni körülmények közt, különböző (az Uránusz és Neptunusz esetén ammóniaszegény) anyagfelhőből születtek; a másik pedig, hogy a két planéta esetén egy specifikus jelenség a felelős az ammónia hiányáért. Guillot, a CRNS és a nizai Lagrange Laboratórium kutatója szerint a jégóriásoknál hiányzó vegyület kérdésére a válasz egy, a Jupiter esetén született friss felfedezés lehet.

„A Juno megmutatta, hogy a Jupiter légkörében az ammónia bőségesen jelen van, de általában a vártnál mélyebben, köszönhetően a kásagolyók létrejöttének. Amit a Jupiter esetében tanultunk, az egy hihető megfejtés lehet az Uránusz és Neptunusz rejtélyére.” – állítja Guillot.

A „kásagolyók” formálódása az óriásbolygók légkörében. Forrás: NASA/JPL-Caltech/SwRI/CNRS

A Juno megfigyelései megmutatták, hogy az ammónia-vízjég alkotta gömbök igen gyorsan létrejöhetnek a gázbolygó viharaiban, annak köszönhetően, hogy az ammónia igen hatékonyan képes cseppfolyósítani a vízjég kristályokat, még igen alacsony, 90 Celsius fokos hőmérsékleten is. A modellek rámutattak arra, hogy ezek a kásagolyók a Jupiter légkörében egy kilogrammosra, vagy akár még nehezebbre is nőhetnek, valamivel nagyobbra, mint a legnagyobb, jégesőkben hulló jegek a Földön. Ahogy ezek, súlyuknál fogva süllyedésbe kezdenek, igen hatékonyan szállítják és ejtik csapdába az ammóniát a bolygó alsó felhőrétegeiben.

„A termodinamikai kémia törvényei szerint ez a folyamat az Uránuszon és Neptunuszon még hatékonyabb, mint a Jupiteren, és ezen kásagolyók magterülete nagyobb és mélyebb rétegekre is kiterjed.” – állítja Guillot – „Így, az ammónia vélhetően rejtve marad ezen óriásbolygók légköreinek mélyén, túl a jelenlegi műszeres érzékelésünk határain.”

Montázs a négy óriásbolygóról. Forrás: Jupiter: NASA/SwRI/MSSS/Gerald Eichstädt/Seán Doran; Szaturnusz: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute; Uránusz és Neptunusz: NASA/ESA/A. Simon (NASA Goddard Space Flight Center), M.H. Wong és A. Hsu (University of California, Berkeley)

Hogy meghatározzák azt, hogy ezen kásagolyók milyen mélyre szállítják az ammóniát és vizet, egy megfelelő műszerezettségű űrszonda látogatásáig várnunk kell. „Hogy teljesen megértsük ezt a folyamatot, egy erre a célra szánt misszióra van szükségünk, hogy feltérképezhessük a mélyebb légköri struktúrákat és megérthessük a hidrogénlégkörrel való keveredést. Az Uránusz és Neptunusz egy kritikus összekötő elem az óriásbolygók, mint a Jupiter és Szaturnusz közt, valamint azon jégóriások közt, melyeket napjainkban fedezünk fel a Tejútrendszerben.”