Le recenti immagini composite di Urano e Nettuno, ottenute grazie al Telescopio Spaziale Hubble, hanno riacceso l’interesse per le caratteristiche uniche di questi pianeti giganti ghiacciati. Tra i misteri più affascinanti, spicca la natura irregolare dei loro campi magnetici, un fenomeno osservato per la prima volta durante la missione della sonda Voyager 2 negli anni ’80.
Un’eccezione nel sistema solare: campi magnetici non dipolari
La Terra, così come Giove e Saturno, genera campi magnetici dipolari attraverso un processo di convezione interna che coinvolge materiali conduttori come metalli liquidi. Questo meccanismo, noto come dinamo planetaria, si basa sul movimento di materiali caldi che risalgono verso l’esterno mentre quelli più freddi affondano. Tuttavia, lo stesso principio non sembra applicabile a Urano e Nettuno, dove i campi magnetici si discostano significativamente da un modello dipolare classico.
Gli scienziati hanno a lungo ipotizzato che la stratificazione interna di questi pianeti impedisse la miscelazione necessaria alla convezione. Una nuova teoria, proposta da Burkhard Militzer dell’Università della California a Berkeley, offre una spiegazione dettagliata basata su simulazioni avanzate degli interni planetari.
Simulazioni rivoluzionarie degli strati interni
Circa dieci anni fa, Militzer tentò di simulare gli interni di Urano e Nettuno utilizzando modelli con appena 100 atomi. Le limitazioni tecnologiche dell’epoca impedirono però di ottenere risultati convincenti. Grazie ai progressi dell’apprendimento automatico e all’aumento della potenza di calcolo, lo scienziato ha recentemente eseguito nuove simulazioni, ampliando il modello a 540 atomi e mantenendo proporzioni chimiche realistiche per carbonio, ossigeno, azoto e idrogeno.
I risultati hanno rivelato una sorprendente stratificazione naturale degli interni: uno strato superiore ricco di acqua; uno strato sottostante dominato da idrocarburi; un nucleo roccioso, comparabile in dimensioni a quello di Mercurio per Urano e a quello di Marte per Nettuno.
Questa configurazione impedisce la convezione necessaria alla formazione di un campo magnetico dipolare, spiegando così l’irregolarità dei campi magnetici osservati.
Implicazioni future per la ricerca scientifica
La teoria di Militzer apre nuove prospettive per lo studio dei pianeti giganti ghiacciati. Esperimenti in laboratorio che simulano le condizioni estreme di pressione e temperatura presenti su Urano e Nettuno potrebbero validare le sue ipotesi. Inoltre, missioni spaziali future verso questi pianeti potrebbero fornire dati diretti sugli strati interni e sui loro processi magnetici.
La ricerca è stata pubblicata su Proceedings of the National Academy of Sciences.
Segui il nostro feed
