Mushballs - reus, modderige hagelstenen gemaakt van een mengsel van ammoniak en water - kunnen verantwoordelijk zijn voor een atmosferische anomalie op Neptunus en Uranus die wetenschappers voor raadsels heeft gesteld. Een studie gepresenteerd door Tristan Guillot op het Europlanet Science Congress (EPSC) 2021 toont aan dat mushballs zeer effectief kunnen zijn in het vervoeren van ammoniak tot diep in de atmosfeer van de ijsreuzen, het gas verbergen voor detectie onder ondoorzichtige wolken.

Onlangs, observaties op afstand op infrarood- en radiogolflengten hebben aangetoond dat Uranus en Neptunus ammoniak in hun atmosfeer missen in vergelijking met de andere reuzenplaneten in ons zonnestelsel. Dit is verrassend omdat ze anders erg rijk zijn aan andere verbindingen, zoals methaan, gevonden in de oerwolk waaruit de planeten zijn ontstaan.

Ofwel de planeten zijn gevormd onder speciale omstandigheden, van materiaal dat ook arm was aan ammoniak, of een lopend proces moet verantwoordelijk zijn. Guillot, een onderzoeker bij het CNRS, Laboratoire Lagrange in Nice, Frankrijk, wendde zich tot een recente ontdekking bij Jupiter voor een mogelijk antwoord op de puzzel.

"Het Juno-ruimtevaartuig heeft aangetoond dat in Jupiter, ammoniak is in overvloed aanwezig, maar over het algemeen veel dieper dan verwacht - dankzij de vorming van mushballs. Ik laat zien dat wat we bij Jupiter hebben geleerd, kan worden toegepast om een ​​plausibele oplossing te bieden voor dit mysterie bij Uranus en Neptunus, ' zei Guillot.

De Juno-waarnemingen bij Jupiter hebben aangetoond dat ammoniak-waterhagelstenen zich snel kunnen vormen tijdens stormen vanwege het vermogen van ammoniak om waterijskristallen vloeibaar te maken, zelfs bij zeer lage temperaturen van rond de -90 graden Celsius. Modellen geven aan dat deze mushballs in Jupiter kunnen uitgroeien tot een gewicht van maximaal een kilogram of meer, iets hoger dan de grootste hagelstenen op aarde. Terwijl ze naar beneden storten, ze transporteren ammoniak zeer efficiënt naar de diepe atmosfeer, waar het eindigt opgesloten onder de wolkenbasis.

"Thermodynamische chemie impliceert dat dit proces nog efficiënter is in Uranus en Neptunus, en het mushball-zaadgebied is uitgebreid en komt voor op grotere diepten, "zei Guillot. "Dus, ammoniak is waarschijnlijk gewoon verborgen in de diepe atmosferen van deze planeten, buiten het bereik van hedendaagse instrumenten."

Om precies te bepalen hoe diep de mushballs ammoniak en water vervoeren, moet mogelijk worden gewacht tot een orbiter met instrumenten de atmosferen van de ijsreuzen van dichtbij kan onderzoeken.

"Om de processen volledig te begrijpen, we hebben een toegewijde missie nodig om de diepe atmosferische structuur in kaart te brengen en het mengen in waterstofatmosferen te begrijpen, ' zei Guillot. 'Neptunus en Uranus zijn een cruciale schakel tussen reuzenplaneten, zoals Jupiter en Saturnus, en ijsreuzen exoplaneten die we in de melkweg ontdekken. Daar moeten we echt heen."