Raksasa Es: Uranus dan Neptunus

Raksasa luar yang kaya volatil, lebih kecil dan lebih dingin dari Jupiter dan Saturnus, dengan kemiringan aksial ekstrem dan medan magnet yang anehnya tidak sejajar.

Definition

Raksasa es adalah planet yang didominasi oleh es volatil yang lebih berat seperti air, amonia, dan metana, bukan hidrogen dan helium; di Tata Surya, ini adalah Uranus dan Neptunus.

Scope

Topik ini mencakup Uranus dan Neptunus: komposisi massanya yang didominasi oleh es air, amonia, dan metana di atas batuan; struktur interiornya dan keadaan materi eksotis seperti air superionik yang diusulkan di dalamnya; atmosfer, angin, dan cuacanya; serta medan magnetnya yang sangat miring, tidak sejajar, dan non-dipolar. Ini juga mencatat kemiringan aksial ekstrem Uranus dan panas internal anomali Neptunus, serta fakta bahwa keduanya hanya pernah dikunjungi sekali, oleh Voyager 2.

Core questions

• Bagaimana struktur internal dan komposisi raksasa es?
• Mengapa medan magnetnya sangat miring, tidak sejajar, dan non-dipolar?
• Mengapa Neptunus memiliki panas internal yang kuat sementara Uranus tampak hampir seimbang panasnya?
• Bagaimana Uranus bisa miring ke samping?

Key theories

Interior yang didominasi es

Raksasa es diperkirakan terdiri dari lapisan fluida dalam, panas, dan konduktif secara elektrik yang terdiri dari air, amonia, dan metana di atas inti batuan, di bawah atmosfer hidrogen-helium, membedakannya dari raksasa gas.

Dinamo cangkang tipis

Konveksi yang terbatas pada lapisan konduktif luar yang relatif tipis dapat menghasilkan medan magnet yang sangat miring, tidak sejajar, dan multipolar yang diamati di Uranus dan Neptunus.

Mechanisms

Di bawah atmosfernya, raksasa es menyimpan fluida padat air dan es lainnya yang menjadi konduktif secara elektrik di bawah tekanan; konveksi dalam cangkang terbatas dari lapisan ini diperkirakan menghasilkan geometri magnetiknya yang tidak biasa. Interiornya mungkin menampung air superionik, di mana oksigen membentuk kisi padat sementara hidrogen mengalir bebas.

Clinical relevance

Raksasa es mewakili kelas planet yang kurang dieksplorasi namun mungkin merupakan jenis planet paling umum di galaksi, menjadikan Uranus dan Neptunus referensi kunci untuk menafsirkan eksoplanet bermassa Neptunus.

History

Uranus ditemukan secara teleskopis oleh William Herschel pada tahun 1781 dan Neptunus diprediksi dari gangguan orbit dan ditemukan pada tahun 1846. Hampir semua pengetahuan rinci tentang kedua planet berasal dari satu kali lintasan Voyager 2 pada tahun 1986 dan 1989, yang mengungkapkan medan magnetnya yang tidak sejajar, cincin samar, dan bulan-bulan utamanya, serta memotivasi proposal untuk misi masa depan yang didedikasikan.

Debates

Seberapa ber-es-kah raksasa es?

Proporsi pasti es, batuan, dan gas di dalam Uranus dan Neptunus, dan apakah interiornya berlapis atau bercampur, kurang dibatasi oleh data Voyager yang terbatas.

Key figures

• Heidi Hammel
• Mark Hofstadter
• Tristan Guillot
• Jonathan Fortney

Seminal works

• guillot2005
• hofstadter2019

Frequently asked questions

Mengapa Uranus miring ke samping?

Sumbu rotasi Uranus miring hampir 98 derajat, sehingga pada dasarnya ia berguling di sepanjang orbitnya; penjelasan utamanya adalah satu atau lebih dampak raksasa di awal sejarahnya.

Apakah ada pesawat ruang angkasa yang mengunjungi Uranus dan Neptunus?

Hanya satu, Voyager 2, yang terbang melewati Uranus pada tahun 1986 dan Neptunus pada tahun 1989; belum ada pengorbit yang dikirim ke kedua planet tersebut.