Kleiner en koeler dan de gasreuzen, Neptunus en Uranus worden geclassificeerd als ijsreuzen. Er is heel weinig water bij de wolkentoppen, maar het percentage water neemt toe naarmate je afdaalt naar de zwaardere kern. Zou er een laag op Neptunus kunnen zijn met voldoende druk en temperatuur om vloeibaar water te vormen tot uitgestrekte oceanen? En zo niet Neptunus, hoe zit het dan met een Neptunusachtige planeet in een baan om een andere ster?
Eerst iets over Neptunus. Deze 'ijsreus'-planeet draait om de zon op een afstand van ongeveer 30 AU (30 keer de afstand van de aarde tot de zon). De oppervlaktetemperatuur is een ijskoude 50 graden boven het absolute nulpunt, maar de temperaturen stijgen als je afdaalt door de wolkentoppen vanwege de restwarmte van de vorming. De bovenste atmosfeer is 80% waterstof en 19% helium met een paar andere chemicaliën.
Er zijn sporen van water zichtbaar in de bovenste atmosfeer van Neptunus, maar astronomen geloven dat de verhouding van water toeneemt als je door de wolkentoppen gaat. Planetaire wetenschappers theoretiseren dat water diep in de vaste kern van Neptunus zou kunnen bestaan, in een ionische toestand, waar de temperatuur duizenden graden Kelvin is. Maar er kan een plek hogerop zijn, waar de temperaturen koeler zijn (minder dan 800 K) en de druk redelijker is (minder dan 20 kbar), dan zouden er enorme oceanen met vloeibaar water kunnen ontstaan.
Maar het is een lastige balans. Of er al dan niet een oceaan kan ontstaan, hangt af van het water-gasmengsel in de atmosfeer bij de juiste temperaturen. Terwijl je door de atmosfeer afdaalt, neemt de verhouding tussen water en waterstof toe. Tegelijkertijd kan water alleen uit de atmosfeer condenseren als de temperaturen koel genoeg zijn. Als het te heet is of als de verhouding water te laag is, krijg je gewoon een wolkenbasis - zoiets als mist boven het meer solide interieur van Neptunus.
Maar als de temperaturen onder de juiste druk koel genoeg zijn en er genoeg water in de atmosfeer is, zou het moeten condenseren om een oceaanlaag te vormen voordat de wolken beginnen.
Onderzoekers Sloane J. Wiktorowicz en Andrew P. Ingersoll van het California Institute of Technology in Pasadena hebben de berekeningen voor Neptunus gedaan in hun nieuwe paper, Vloeibaar water oceanen in ijsreuzen.
Volgens gegevens verzameld vanaf hier op aarde en het Voyager-ruimtevaartuig, is Neptunus waarschijnlijk te droog en te warm om deze oceanen te vormen. Wiktorowicz en Ingersoll berekenden dat er minder dan 15% kans is op oceanen op Neptunus. Maar naarmate Neptunus in de loop van de tijd afkoelt - misschien over een miljard jaar of zo - neemt de kans op wateroceanen toe tot 40%.
Neptunus is misschien geen goede kandidaat, maar planeten buiten het zonnestelsel passen mogelijk in het plaatje. Naarmate technieken voor het vinden van planeten buiten het zonnestelsel verbeteren, moeten astronomen uitkijken naar planeten van Neptunus-klasse met oppervlaktetemperaturen die koeler zijn dan Neptunus, maar met een hogere verhouding van water in de atmosfeer.
En deze zouden gemakkelijker te zien moeten zijn dan kleine rotsachtige planeten dichtbij hun moedersterren.
