Per decenni, i libri di astronomia ci hanno insegnato a classificare Urano e Nettuno come “giganti ghiacciati” (ice giants). Questa etichetta serviva a distinguerli dai giganti gassosi, Giove e Saturno, suggerendo una composizione dominata da elementi volatili congelati. Tuttavia, un nuovo studio pubblicato sulla rivista Astronomy & Astrophysics dai ricercatori dell’Università di Zurigo suggerisce che questa definizione potrebbe essere non solo semplicistica, ma forse errata. Secondo i nuovi modelli sviluppati dal team svizzero, questi pianeti potrebbero essere molto meno “ghiacciati” di quanto pensato in precedenza, aprendo la possibilità che siano in realtà giganti ricchi di roccia.
Un approccio “agnostico” per svelare l’interno planetario
Il problema principale nello studio di questi corpi celesti remoti è la scarsità di dati diretti. Luca Morf, dottorando all’Università di Zurigo e co-autore dello studio, spiega le limitazioni dei metodi precedenti: “La classificazione come ‘giganti di ghiaccio’ è eccessivamente semplificata, poiché Urano e Nettuno sono ancora poco compresi. I modelli basati sulla fisica erano troppo carichi di supposizioni, mentre i modelli empirici risultavano troppo semplici“.
Per superare questo stallo, il team ha sviluppato un nuovo approccio. Hanno combinato entrambi i metodi per creare modelli interni che fossero “agnostici” – ovvero privi di pregiudizi o aspettative preconcette – ma allo stesso tempo fisicamente coerenti.
Il processo è stato meticoloso:
- I ricercatori sono partiti da profili di densità casuali per l’interno dei pianeti;
- Hanno calcolato il campo gravitazionale che ne risulterebbe;
- Hanno confrontato questi calcoli con i dati osservativi reali;
- Hanno ripetuto il processo fino a ottenere la migliore corrispondenza possibile.
Acqua o roccia? Il dilemma della composizione
I risultati di queste simulazioni hanno sorpreso gli scienziati. Il modello ha rivelato che la potenziale composizione interna non è limitata al solo ghiaccio. “È qualcosa che avevamo suggerito per la prima volta quasi 15 anni fa, e ora abbiamo il quadro numerico per dimostrarlo“, afferma la Prof.ssa Ravit Helled dell’Università di Zurigo. “La nuova gamma di composizioni interne mostra che entrambi i pianeti possono essere ricchi di acqua oppure ricchi di roccia“.
Questa incertezza fondamentale significa che Urano e Nettuno potrebbero essere, a seconda delle assunzioni del modello, dei “giganti rocciosi” tanto quanto dei “giganti ghiacciati”. I dati attuali non sono sufficienti per distinguere tra i 2 scenari.
Il mistero dei campi magnetici
Lo studio offre anche nuove prospettive su uno degli aspetti più sconcertanti di questi pianeti: i loro campi magnetici caotici. A differenza della Terra, che possiede un polo Nord e Sud (un dipolo), i campi magnetici di Urano e Nettuno sono complessi e multipolari.
I nuovi modelli forniscono una spiegazione affascinante: “I nostri modelli prevedono strati di cosiddetta ‘acqua ionica’ che generano dinamo magnetiche in posizioni che spiegano i campi magnetici non dipolari osservati“, spiega la Prof.ssa Helled.
Inoltre, lo studio ha evidenziato una differenza sostanziale: il campo magnetico di Urano sembra originarsi molto più in profondità rispetto a quello di Nettuno.
La necessità di nuove missioni
Nonostante i risultati promettenti, rimangono delle incertezze. Come sottolinea Morf, i fisici comprendono ancora a malapena come si comportano i materiali sotto le condizioni esotiche di pressione e temperatura presenti nel cuore di un pianeta gigante. Tuttavia, questo studio segna un punto di svolta, sfidando ipotesi vecchie di decenni e guidando la futura ricerca nella scienza dei materiali. La conclusione degli scienziati è chiara: non possiamo risolvere questo mistero restando sulla Terra.
“I dati attuali sono insufficienti per distinguere le due nature“, conclude la Prof.ssa Helled. “Abbiamo quindi bisogno di missioni dedicate verso Urano e Nettuno che possano rivelare la loro vera natura“.
Fino a quando una sonda non si immergerà nelle atmosfere di questi mondi lontani, la vera identità dei giganti ai confini del nostro Sistema Solare rimarrà un affascinante enigma.