Zürih Üniversitesi (UZH) ve NCCR PlanetS grubunun yeni çalışması ise bu tabloyu önemli biçimde sorguluyor. Astronomy & Astrophysics mecmuasında yayımlanan araştırmaya nazaran Uranüs ve Neptün’ün iç yapısı, sandığımızdan çok daha “kayalık” olabilir. Üstelik bu gezegenlerin içlerinde, Dünya’daki tektonik süreçlere benzeri halde, daima hareket eden konveksiyon katmanları olduğu da düşünülüyor.

ESKİ SINIFLANDIRMA SORGULANIYOR

Klasik olarak Güneş Sistemi’ndeki gezegenler üç kümeye ayrılıyor: Güneş’e yakın, kayaç yapılı Merkür, Venüs, Dünya ve Mars; “kar çizgisi”nin ötesinde yer alan gaz devleri Jüpiter ve Satürn; ve son olarak da “buz devleri” Uranüs ile Neptün.

Ancak Uranüs ve Neptün hakkında elimizde çok az bilgi var. Bu iki gezegeni yakından ziyaret eden tek misyon, Voyager 2 sondasıydı; o da Uranüs’ün yanından 1986’da, Neptün’ün yanından 1989’da geçti. Yani gezegenlerin iç yapısını anlamak için elimizde detaylı bir fotoğraf değil, uzak bir geçişin hudutlu dataları bulunuyordu.

Lisansüstü öğrenci Luca Morf ve Prof. Ravit Helled liderliğindeki takım, bu eksikliği kapatmak için Uranüs ve Neptün’ün içini farklı senaryolarla sayısal olarak modelledi. Yalnızca “su yüklü buz tabakaları” fikrine bağlı kalmak yerine, çok sayıda rastgele yoğunluk profili denediler; sonra da her modelin oluşturacağı kütleçekim alanını hesaplayıp müşahedelerle kıyasladılar. Böylelikle, hem fizik kurallarıyla uyumlu hem de bilgiye “ön yargısız” yaklaşan yeni iç yapı modelleri elde ettiler.

Sonuçlar, bu gezegenlerin iç kısmının düşündüğümüz kadar buz dolu olmak zorunda olmadığını gösteriyor. Modeller, çekirdeğin büyük kısmının kayadan oluştuğu senaryolara da müsaade veriyor. Yani Uranüs ve Neptün, alıştığımız manada “buz devi” değil, kimi modele nazaran “kaya devi” olarak da tanımlanabilir.

YENİ MODEL NE SÖYLÜYOR

Araştırmacılara nazaran “buz devi” tarifi, Uranüs ve Neptün için fazla kolaylaştırıcı kalıyor. Modeller, gezegenlerin içinde sırf su ve buz katmanları değil, ağır kayasal materyalin de baskın olabileceğini gösteriyor.

Bu sonuç, Güneş Sistemi’nin öteki uzak üyeleriyle de uyumlu. Örneğin cüce gezegen Plüton’un bile kütlesinin yaklaşık yüzde 70’inin kaya ve metallerden, geri kalanının sudan oluştuğu biliniyor. Yani Güneş’ten uzak olmak, otomatik olarak “tamamen buz” manasına gelmiyor.

Yeni çalışma ayrıyeten, Uranüs ve Neptün’ün içinin sanıldığı kadar “durağan” olmayabileceğini de ortaya koyuyor. Gezegenlerin içinde, tıpkı Dünya’da mantonun hareket etmesi üzere, üst ve aşağı istikametli unsur sirkülasyonu -yani konveksiyon- yaşanabileceği düşünülüyor. Bu da iç bölgelerin vakit içinde karıştığı, ısının ve gerecin taşındığı manasına geliyor.

MANYETİK ALANLARIN SIRRI

Uranüs ve Neptün’ün uzun müddettir bilim insanlarını şaşırtan bir öbür özelliği de manyetik alanlarıydı. Dünya’nın manyetik alanı kabaca iki kutuplu ve dönme eksenine yakınken, bu iki gezegende çok daha karmaşık, birden fazla kutba sahip, “yamuk” manyetik alanlar ölçülüyor.

Helled, yıllar evvel bu garip alanların, gezegenlerin içinde yer alan özel “iyonik su” katmanlarından kaynaklanabileceğini öne sürmüştü. Yeni modeller, bu fikri sayısal olarak destekliyor. Araştırmaya nazaran, iç bölgelerdeki bu iletken su katmanları, manyetik alanı üreten dinamo süreçlerini beklenenden farklı yerlerde başlatıyor. Modeller, Uranüs’ün manyetik alanının Neptün’e nazaran daha derinlerden geldiğini de gösteriyor.

YENİ MİSYONLAR ŞART

Bütün bu sonuçlar, Uranüs ve Neptün’e dair elimizdeki fotoğrafın hâlâ eksik olduğunu da hatırlatıyor. Araştırmacılar, ellerindeki bilginin bu iki gezegeni “kesin olarak kaya devi mi, buz devi mi” diye ayırmaya yetmediğini vurguluyor.

Kısacası, bugün için hem “buz devi” hem “kaya devi” tarifi, kullanılan modele nazaran geçerli olabilir. Bu yüzden, bilim insanları yıllardır olduğu üzere artık de tıpkı çağrıyı yineliyor: Uranüs ve Neptün’e özel, detaylı yeni uzay vazifeleri koşul.