Lange glaubten Wissenschaftler, dass diese Planeten hauptsächlich aus gefrorenem Wasser bestehen, aber neuere Entdeckungen deuten darauf hin, dass ihre Zusammensetzung komplexer sein könnte. Die von der Sonde Voyager 2 gesammelten Daten und Beobachtungen von der Erde aus zeigen, dass diese Planeten auch bedeutende Mengen an Sauerstoff, Kohlenstoff und Wasserstoff enthalten. Dieses vielfältige Zusammensetzung wirft Fragen über die Entstehung dieser Riesen auf.
Uranus leuchtet inmitten seiner hellen Ringe in diesem Bild des James-Webb-Weltraumteleskops.
Kredit: NASA, ESA, CSA, STScI
Die aktuellen Modelle, die auf den gemessenen physikalischen Eigenschaften basieren, beschreiben eine Hülle aus Wasserstoff und Helium, eine darunterliegende Schicht aus komprimiertem Wassereis und Ammoniak, und einen zentralen Gesteinskern.
Jedoch deuten neue Analysen darauf hin, dass diese Modelle unvollständig sein könnten. Diese riesigen Planeten hätten sich durch die Anhäufung von Planetesimalen gebildet, ähnlich den heutigen Kometen im Kuiper-Gürtel, eine Region voller eisiger Körper jenseits von Neptun.
Uri Malamud, der leitende Forscher der Studie und Planetenwissenschaftler am Technion – Israel Institute of Technology, bezweifelt die Möglichkeit, dass eine Riesin wie Uranus und Neptun aus Bausteinen mit wenig Eis entstanden sein könnte. Um diese Idee zu erforschen, hat das Team Hunderttausende von Modellen des Inneren dieser Planeten erstellt.
Diese Modelle berücksichtigen verschiedene chemische Verbindungen, einschließlich Eisen, Wasser und Methan, und versuchen zu bestimmen, welches Modell am besten zu den beobachteten Merkmalen passt.
Die Ergebnisse zeigen, dass Modelle mit einem hohen Anteil an Methan am besten übereinstimmen. Methan könnte in festen Blöcken vorliegen oder, angesichts des Drucks, in einem pastösen Zustand, der eine dicke Schicht zwischen der Wasserstoff-Helium-Hülle und dem Wassereis bildet.
Diese Entdeckungen könnten unser Verständnis dieser noch rätselhaften Planeten erhellen, obwohl die Überprüfung ihres Reichtums an Methan eine Herausforderung darstellt. Malamud betont, dass dies ein Ziel für eine der von der NASA und anderen Raumfahrtagenturen vorgeschlagenen Missionen zur Erforschung von Uranus sein könnte.