De magnetische eigenschappen van de ijsreuzen Uranus en Neptunus blijken fundamenteel anders te zijn dan die van de aarde. Waar ons eigen magnetisch veld relatief gestructureerd is en voortkomt uit een interne geodynamo met duidelijk gedefinieerde polen, vertonen de ijsreuzen een veel complexer en asymmetrisch patroon. Volgens een analyse van universetoday.com is er sprake van een grote mate van chaos in de magnetische velden van deze verre planeten.
Afwijkingen in structuur en positie
De belangrijkste gegevens over deze fenomenen zijn afkomstig van de Voyager 2-ruimtesonde, een toestel dat beide planeten van dichtbij heeft kunnen bestuderen. De waarnemingen tonen aan dat de magnetische velden niet in het centrum van de planeten liggen, maar sterk verschoven zijn. Bij Uranus is deze afwijking zeer uitgesproken: het veld staat onder een hoek van bijna 60 graden ten opzichte van de rotatieas. Ook bij Neptunus is het veld decentraal gepositioneerd, met een kanteling van ongeveer 47 graden.
Een opvallend kenmerk is dat de sterkte van deze velden over het oppervlak van de planeten ongelijk is verdeeld. In tegenstelling tot de stabielere aardse geometrie, beschrijven experts de magnetische omgeving van de ijsreuzen als een soort "georganiseerde puinhoop". Dit komt mede doordat de variabiliteit van deze velden op een veel kortere termijn plaatsvindt dan we op aarde zien, zoals vermeld in de berichtgeving van .
De invloed van superionische materialen
De oorzaak van deze ongebruikelijke magnetische velden ligt in de interne chemische samenstelling van de planeten. Terwijl de aarde een vloeibare kern heeft, worden de velden van Uranus en Neptunus waarschijnlijk gegenereerd door elektrisch geleidende vloeistoffen. Dit betreft mengsels van methaan-ijzen, ammoniak en water.
Door de extreme druk en hitte in de diepere lagen van de planeten transformeren deze stoffen naar ionische en superionische fasen. Deze specifieke staat maakt elektrische geleidbaarheid mogelijk, wat in combinatie met de rotatie van de planeet en interne convectiestromen een dynamo-effect creëert. Deze interne dynamiek verschilt wezenlijk van die van de gasreuzen Jupiter en Saturnus, wat verklaart waarom de ijsreuzen een uniek magnetisch profiel hebben, zoals beschreven door .
Wetenschappelijke modellering
Omdat nieuwe data schaars zijn sinds de Voyager 2-missie, leunen wetenschappers nu op geavanceerde computermodellen. In een studie gepubliceerd in Nature Communications Physics onderzoekt Chi Yan hoe de structuur van elektrische geleidbaarheid deze anomale velden aanstuurt.
Het onderzoek suggereert dat de specifieke manier waarop geleidende materialen in de mantel van de planeten zijn verdeeld, direct verantwoordelijk is voor zowel de asymmetrie als de tijdelijke variaties in het magnetisch veld. Door deze modellen te verfijnen, hopen astronomen een beter beeld te krijgen van de interne structuur van de ijsreuzen, een proces dat volgens essentieel is om de mysteries van ons zonnestelsel verder te ontrafelen.