Die Magnetfelder von Uranus und Neptun sind wirklich ernsthaft durcheinander. Und wir wissen nicht warum.
Die Magnetfelder der meisten Planeten (wenn sie überhaupt einen haben) sind ziemlich einfach. Der Planet dreht sich in eine bestimmte Richtung, und das Feld richtet sich ungefähr nach dieser Drehrichtung. Klar, die Felder dürfen hier und da ein bisschen wandern , aber im Großen und Ganzen macht alles Sinn.
Und dann sind da noch die Eisriesen , Uranus und Neptun. Im Fall von Uranus dreht sich der Planet selbst fast senkrecht zum Rest des Sonnensystems, sein Magnetfeld weist jedoch fast die übliche Auf-Ab-Richtung auf. Bei Neptun ist das Magnetfeld ganze 47 Grad von der Spinrichtung entfernt. Außerdem sind die Magnetfelder von den Zentren beider Planeten weg versetzt.
Was ist los?
Die Magnetfelder von Erde, Uranus und Neptun. Bild: ETH Zürich / T. Kimura
Wissenschaftler haben lange vermutet, dass innerhalb der Planeten etwas Ungewöhnliches passiert. Es wird angenommen, dass beide Planeten beherbergen große konvektive Schichten , irgendwo zwischen dem Kern und der Atmosphäre, wo unter Druck stehendes Wasser und Methan in einem „überionischen Zustand“ existieren, mit Eigenschaften sowohl von Flüssigkeiten als auch von Festkörpern. Das superionische Wasser und das Methan zirkulieren in Auf-Ab-Mustern, und da sie geladen sind, könnten die Planeten ihre Magnetfelder dort und nicht in den Kernen erzeugen.
Vielleicht.
Um diese Idee zu testen, testen Tomoaki Kimura und Motohiko Murakami vom Departement Erdwissenschaften der ETH Zürich untersuchten die Eigenschaften von Ammoniak in einem unter Hochdruck stehenden Zustand mit einem Diamant-Zellamboss . Durch Quetschen der Probe und Erhitzen auf über 2.000 Grad Celsius konnten sie das Innere der Eisriesen nachbilden.
Sie fanden heraus, dass das superionische Ammoniak bei diesen Drücken und Temperaturen tatsächlich stabil sein könnte, was darauf hindeutet, dass es innerhalb dieser Planeten existieren könnte. Aber entscheidend war, dass das Ammoniak nicht viskos genug war, um eine stabile Schicht tiefer im Inneren des Planeten zu bilden. Mit anderen Worten, damit die Idee der konvektiven Schicht funktioniert, muss sie auf einer stabilen Schicht sitzen, und es scheint schwierig zu sein, Ammoniak dazu zu bringen, beide Rollen zu spielen. Und ohne eine konvektive Schicht können wir die Magnetfeldstruktur nicht erklären.
Das Geheimnis der magnetischen Eisriesenfelder bleibt vorerst ungelöst.
