Naprendszerünk két legkülső bolygóját, a jégóriás Uránuszt és a Neptunuszt földi masina először és utoljára 1986-ban, ill. 1989-ben látogatta meg, mégpedig a Voyager-2. Az azóta eltelt mintegy 3 évtized során a technikai tudásunk óriási fejlődésen ment keresztül, a mérőműszereink sokkal kifinomultabbá és nem elhanyagolható módon sokkal kisebbekké váltak. Időszerű lenne tehát elkezdeni egy újabb, a jégóriásokat vizsgáló szonda építését!
A gázóriások esetében maguk a bolygók, azok mágnessége, a gyűrűik, a holdrendszerük, a légkörük mind-mind ismeretlenek, és a titkaik feltárásával a köztük lévő hasonlóságok és különbségek okaira is rájöhetnénk, nem utolsó sorban pedig a bolygókeletkezésről kaphatnánk új adatokat, s a Nap illetve az exobolygók kutatásához is hozzájárulnának.
Milyen kérdésekre keressük a választ?

1, Miért hideg az Uránusz és meleg a Neptunusz?
A két bolygó azonos mérettartománya okán azt gondoltuk a Voyager látogatását megelőzően, hogy hasonló hőmérsékletűek is. A mérések alapján azonban, míg a Neptunusz beleillik az óriásbolygók alkotta sorba és több hőt sugároz ki, mint amit a Naptól kap, az Uránusz viszont nem. M lehet ennek az oka? Akár az a becsapódás, ami oldalra billentette a bolygót, vagy esetleg a belső konvektív áramlatai működnek másképp? A belső szerkezetük megértése valószínűleg kulcsfontosságú e kérdésben.

2, Miből állnak a jégóriások?
A Jupiterrel és a Szaturnusszal ellentétben a két jégóriás sokkal több, a hidrogénnél és a héliumnál nehezebb elemet tartalmaz. Mennyi bennük a kőzet és mennyi a jeges (víz-, ammónia- és metánjég) anyag? Ezek ismeretében a távoli exobolygó-rendszerek tagjairól is többet fogunk már sejteni, mivel a méretük nagyjából akkora, mint az exobolygókra jellemző mérettartomány. Rémesen keveset tudunk a saját naprendszerünk e tagjairól, s így sokkal nehezebb bármilyen távoli égitestről szerzett adatot helyesen értelmezni.

3, Miért oly vékony és miért csomós a jégóriások gyűrűje?
Az Uránusz 13 gyűrűje olyan sűrűsödést mutat, amelyet csak a terelőholdak jelenlétével tudnánk magyarázni, azonban e terelőholdak hiányoznak a rendszeréből. Emellett az Uránusz mű (μ) jelű gyűrűje olyan szemcsékből áll, mint a Szaturnusz E-gyűrűje, amit az Enceladusból kiáramló anyag hoz létre – az Uránusz e gyűrűnek megfelelő holdja, a Mab esetében azonban nincs ilyen anyagkiáramlás. Mi miatt áll fenn akkor a hasonlóság? A Neptunuszról csak a Voyager látogatásakor tudtuk meg, hogy egyáltalában vannak teljes gyűrűi, s egyúttal az is kiderült ekkor, hogy egyes részeken minden más ismert gyűrűnél sűrűbbek, csomókba áll bennük össze az anyag. Miként alakulhattak ki és miért ilyen különösek?

4, Hogyan alakultak ki a jégóriások holdjai?
Három hold esetében vannak súlyos kérdéseink. A Neptunusznál a Triton, ami minden valószínűség szerint egy, a Pluto-hoz hasonló, befogott Kuiper-övből eredő égitest, aktív felszíni jellegzetességeket mutat. Ezek hasonlítanak a Szaturnusz Enceladus holdjáéhoz, a Triton is repedezett felszínű, jéggejzírei is vannak, s könnyen lehet neki is felszín alatti óceánja is. Miért aktív a Triton, és mi történik egy Kuiper-övbéli égitesttel, ha befogja egy óriásbolygó? Könnyű volna egy leszálló szondával ezekre választ keresni, de egyelőre oly keveset tudunk a Tritonról, hogy nehezen volna ilyesmi kivitelezhető, legalábbis sikeresen kivitelezhető. Az Uránusz legkisebb holdja, a Miranda úgy néz ki, mintha különböző darabokból tákolták volna össze, vajon milyen geológiai tulajdonságok rejlenek ezen eltérő részek mögött? Szintén az Uránusz családjába tartozó Ariel hold valószínűleg aktív jégvulkáni tevékenységet folytat, legalábbis erre utaló jeleket látunk rajta. Nagyon hasznos volna alaposabban megérteni ezt az égitestet is.

5, Miért oly komplex a jégóriások mágneses tere?
A másik óriásbolygókhoz képest igencsak különös, összetett mágneses tere van a két jégóriásnak, legalábbis a Voyager röpke pillantásaiból kapott adataink szerint. A mágneses tér mindkét esetben szabálytalan, igen nagy szöget zárnak be a forgástengelyekkel (Uránusz 59°, Neptunusz 47°), és a mágneses tengelyük is „félrecsúszott”, nem a bolygók középpontján halad keresztül. A jégóriások mágneses tere igen intenzíven reagál a napszélre is, azzal kölcsönhatásban váltakozik a mágnességük polaritása. Jó lenne megismerni, hogy milyen dinamó és milyen belső szerkezet szükséges ahhoz, hogy ilyen magnetoszférák alakuljanak ki!

A fő kérdés azonban az lenne, hogy a két jégóriás közül melyiket is látogassa meg majd a jövőbeli szonda, pont a különbözőségeik miatt ezt igen nehéz lesz eldönteni. Az ideális az volna, ha mindkettőhöz eljuttathatnánk majd az űreszközeinket.

A felmerülő kérdésekről az Amerikai Geofizikai Unió éves konferenciáján tartottak előadást.

Az eredeti angol nyelvű cikk itt olvasható.

Landy-Gyebnár Mónika
(További fordítások a szerzőtől facebookon:  Égen – Földön – Föld alatt)