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Nettuno e Urano, il settimo e l'ottavo pianeta a partire dal Sole, condividono molti tratti tipici dei giganti di ghiaccio. Sebbene Nettuno appaia più blu e Urano un ciano pallido, entrambi misurano poco più di 30.000 miglia (≈50.000 km) di diametro e pesano più o meno lo stesso:Nettuno pesa 1,024×10^26 kg (≈17×Terra) e Urano pesa 8,682×10^25 kg (≈14×Terra). Le loro atmosfere superiori sono dominate da idrogeno, elio e metano.
Ricerche recenti suggeriscono che questi mondi lontani potrebbero ospitare oceani colossali che fanno impallidire le fosse più profonde della Terra, offrendo una nuova prospettiva sulla scienza planetaria.
Gli oceani della Terra coprono circa il 70% della sua superficie, ma solo il 26,1% del fondale marino è stato mappato (Nippon Foundation‑Gebco, giugno 2024). Il Challenger Deep nel Pacifico raggiunge i 35.876 piedi (≈6,8 miglia). Sebbene la vita in questi ambienti estremi sia ancora in gran parte un mistero, le profondità di Nettuno e Urano potrebbero essere di ordini di grandezza più grandi.
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In uno studio pubblicato negli Proceedings of the National Academy of Sciences , lo scienziato planetario BurkhardMilitzer (UC Berkeley) ha utilizzato simulazioni di dinamica molecolare per dimostrare che sia Urano che Nettuno contengono probabilmente strati ricchi di acqua profondi circa 5.000 miglia, circa 715 volte più profondi del Challenger Deep della Terra. Le simulazioni, che coinvolgono 540 atomi, rivelano che l'alta pressione separa l'interno in uno strato superiore ricco di acqua e uno inferiore dominato da idrocarburi.
Poiché solo i sorvoli della Voyager2 del 1986 forniscono dati dettagliati, questa scoperta aggiunge un pezzo vitale al puzzle dei pianeti esterni.
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Voyager2 ha scoperto che il campo magnetico di Urano è inclinato di 59° rispetto al suo asse di rotazione e spostato dal nucleo di circa un terzo del suo raggio:non esiste un campo dipolare come quello terrestre. Il campo di Nettuno è inclinato di 47° e similmente spostato. Ciò contrasta con la Terra, dove la convezione in un nucleo di ferro-nichel fuso genera un dipolo allineato entro ~10–11° dell'asse di rotazione.
L'assenza di un dipolo su Urano e Nettuno suggerisce che i loro strati interni non convengono o si mescolano come nei pianeti terrestri, un mistero che il modello a strati di Militzer aiuta a spiegare.
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Le precedenti simulazioni di Militzer con 100 atomi non erano riuscite a produrre strati distinti. L'ultimo modello da 540 atomi ora mostra una netta separazione:uno strato superiore ricco di acqua di 5.000 miglia, uno strato inferiore ricco di idrocarburi di 5.000 miglia e un nucleo denso:delle dimensioni di Mercurio per Urano e delle dimensioni di Marte per Nettuno.
Questa struttura supporta la mancanza di un dipolo magnetico e suggerisce la complessa dinamica interna dei giganti del ghiaccio.
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Questi oceani di 5.000 miglia esistono a pressioni circa 60.000 volte superiori a quelle della superficie terrestre, formando fluidi supercritici, gas ad alta pressione che si comportano sia come liquidi che come gas. Sebbene la composizione differisca da quella dell'acqua terrestre, la profondità e la densità li rendono affascinanti quanto qualsiasi oceano terrestre.
Sotto gli strati d’acqua supercritici si trovano gli strati ricchi di idrocarburi, che a loro volta poggiano sul nucleo del pianeta. Insieme, dipingono un quadro di interni complessi e stratificati che rimangono in gran parte inesplorati.
