Immagine composita di Nettuno, Urano, Saturno e Giove. Credito:Giove da Juno:NASA/SwRI/MSSS/Gerald Eichstädt/Seán Doran; Saturno da Cassini:NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute; Urano e Nettuno da HST:NASA/ESA/A. Simon (Centro di volo spaziale Goddard della NASA), e M.H. Wong e A. Hsu (Università della California, Berkeley)
Polpette:giganti, i chicchi di grandine fangosi fatti da una miscela di ammoniaca e acqua, potrebbero essere responsabili di un'anomalia atmosferica su Nettuno e Urano che ha lasciato perplessi gli scienziati. Uno studio presentato da Tristan Guillot all'Europlanet Science Congress (EPSC) 2021 mostra che le polpette potrebbero essere molto efficaci nel trasportare l'ammoniaca in profondità nelle atmosfere dei giganti di ghiaccio, nascondendo il gas dal rilevamento sotto nuvole opache.
Recentemente, osservazioni remote a lunghezze d'onda infrarosse e radio hanno dimostrato che Urano e Nettuno mancano di ammoniaca nella loro atmosfera rispetto agli altri pianeti giganti del nostro sistema solare. Ciò è sorprendente perché sono altrimenti molto ricchi di altri composti, come il metano, trovato nella nube primordiale da cui si sono formati i pianeti.
O i pianeti si sono formati in condizioni speciali, da materiale che era anche povero di ammoniaca, o qualche processo in corso deve essere responsabile. Guillot, un ricercatore del CNRS, Laboratoire Lagrange a Nizza, Francia, si è rivolto a una recente scoperta su Giove per una possibile risposta all'enigma.
"La sonda Juno ha dimostrato che su Giove, l'ammoniaca è presente in abbondanza, ma generalmente molto più profondo del previsto, grazie alla formazione di polpette. Mostro che ciò che abbiamo appreso su Giove può essere applicato per fornire una soluzione plausibile a questo mistero su Urano e Nettuno, " disse Guillot.
Le osservazioni di Giunone su Giove hanno dimostrato che i chicchi di grandine acqua-ammoniaca possono formarsi rapidamente durante le tempeste a causa della capacità dell'ammoniaca di liquefare i cristalli di ghiaccio d'acqua, anche a temperature molto basse di circa -90 gradi Celsius. I modelli indicano che queste polpette di Giove possono crescere fino a pesi fino a un chilogrammo o più, leggermente superiore ai chicchi di grandine più grandi della Terra. Mentre si tuffano verso il basso, trasportano l'ammoniaca in modo molto efficiente nell'atmosfera profonda, dove finisce rinchiuso sotto la base delle nuvole.
Rappresentazione artistica che mostra come si formano i funghi nelle atmosfere dei pianeti giganti. Credito:NASA/JPL-Caltech/SwRI/CNRS
"La chimica termodinamica implica che questo processo sia ancora più efficiente in Urano e Nettuno, e la regione del seme di mushball è estesa e si verifica a maggiori profondità, " disse Guillot. "Così, l'ammoniaca è probabilmente semplicemente nascosta nelle profonde atmosfere di questi pianeti, al di là della portata degli strumenti odierni."
Per determinare esattamente quanto in profondità le polpette trasportano ammoniaca e acqua potrebbe essere necessario attendere che un orbiter con strumenti possa sondare le atmosfere dei giganti di ghiaccio da vicino.
"Per comprendere appieno i processi, abbiamo bisogno di una missione dedicata per mappare la struttura atmosferica profonda e comprendere la miscelazione nelle atmosfere dell'idrogeno, " disse Guillot. "Nettuno e Urano sono un collegamento fondamentale tra i pianeti giganti, come Giove e Saturno, e gli esopianeti giganti di ghiaccio che stiamo scoprendo nella galassia. Dobbiamo davvero andarci".
