Un team di ricerca dell’Università di Zurigo e del NCCR PlanetS sta mettendo in discussione l’attuale comprensione dell’interno dei pianeti del sistema solare. La composizione dei due pianeti più esterni, Urano e Nettuno, potrebbe essere più rocciosa e meno ghiacciata di quanto finora ipotizzato.
Gli otto pianeti del nostro sistema solare vengono solitamente suddivisi in tre categorie in base alla loro composizione: Vicino al Sole si trovano i quattro pianeti rocciosi terrestri (Mercurio, Venere, Terra e Marte), seguiti dai due giganti gassosi (Giove e Saturno) e infine dai due giganti di ghiaccio (Urano e Nettuno).
Secondo i nuovi studi dei ricercatori dell’Università di Zurigo (UZH) e del Centro nazionale di competenza per la ricerca (NCCR) PlanetS, Urano e Nettuno potrebbero essere rocciosi piuttosto che ghiacciati. I ricercatori mettono così in discussione la precedente ipotesi che i due pianeti siano solo ghiacciati. Ciò è coerente anche con la recente scoperta che il pianeta nano Plutone ha una composizione prevalentemente rocciosa.
In primo luogo, il team ha sviluppato un nuovo modello per simulare l’interno di Urano e Nettuno. la classificazione come giganti di ghiaccio potrebbe essere eccessivamente semplificata, poiché i due pianeti sono poco conosciuti", afferma Luca Morf, dottorando dell’UZH e autore principale dello studio. i modelli fisici facevano troppe ipotesi e i modelli empirici erano troppo semplicistici. Abbiamo combinato entrambi gli approcci per ottenere modelli nuovi, neutri e fisicamente coerenti", dice Morf.
I ricercatori sono partiti da un profilo di densità casuale per l’interno del pianeta. Hanno calcolato il campo gravitazionale del pianeta, che corrispondeva ai dati osservativi, e lo hanno utilizzato per ricavare una possibile composizione. Infine, l’intero processo è stato ripetuto più volte per ottenere il miglior accordo possibile tra i modelli e le osservazioni. In questo modo, l’équipe si è assicurata che il modello fosse conforme alle leggi della fisica, come l’equilibrio tra gravità, forze di pressione interne e termodinamica.
Grazie al nuovo modello, il team dell’UZH ha scoperto che la possibile composizione all’interno dei "giganti di ghiaccio" del nostro sistema solare non è affatto limitata al ghiaccio - tipicamente rappresentato da acqua o altri materiali volatili. l’abbiamo sospettato per la prima volta quasi 15 anni fa e ora ne abbiamo finalmente la prova computazionale", afferma Ravit Helled, professore dell’UZH presso l’Istituto di Astrofisica e direttore dell’UZH Space.
Lo studio fornisce anche nuove conoscenze sul campo magnetico dei due pianeti esterni del sistema solare. Mentre sulla Terra esistono chiari poli nord e sud, i campi magnetici di Urano e Nettuno sono più caotici e presentano più di due poli. abbiamo anche scoperto che il campo magnetico di Urano potrebbe essere più profondo di quello di Nettuno", spiega Ravit Helled.
Sebbene i risultati siano promettenti, rimane una certa dose di incertezza. i fisici capiscono ancora poco come si comportano i materiali nelle condizioni di pressione e temperatura all’interno di un pianeta. Questo potrebbe influenzare i nostri risultati", afferma Luca Morf, che vorrebbe ampliare i modelli.
In generale, i risultati dello studio aprono la strada a nuovi possibili scenari su come sono composti i due pianeti al loro interno. Il metodo sviluppato all’UZH nell’ambito del NCCR PlanetS apre nuove strade per la futura ricerca sulla scienza dei materiali in condizioni planetarie. ’Sia Urano che Nettuno potrebbero essere giganti rocciosi o giganti di ghiaccio, a seconda delle ipotesi di modellizzazione. Tuttavia, i dati attuali non sono sufficienti per distinguere tra le due varianti. Per questo sarebbero probabilmente necessarie missioni mirate su Urano e Nettuno", afferma Helled.
La letteratura
Luca Morf e Ravit Helled. Gelido o roccioso? Convettivo o stabile? Nuovi modelli interni di Urano e Nettuno. Astronomia & Astrofisica, 10 dicembre 2025. doi: 10.1051/0004-6361/202556911
