Исследование предполагает, что Уран и Нептун не могут быть «ледяными гигантами»

Хотя Уран и Нептун технически являются газовыми гигантами, из-за их состава их называют «ледяными гигантами».

Это относится к тому факту, что Уран и Нептун содержат больше метана, воды и других летучих веществ, чем их более крупные коллеги (Юпитер и Сатурн).

Учитывая условия давления в недрах планет, эти элементы становятся твердыми, по сути превращаясь в «льды».

Связано: «Вояджер-2», возможно, поймал Уран в неподходящее время, разгадав 40-летнюю тайну

Однако новое исследование Цюрихского университета (UZH) и Национального центра компетенции в области исследований (NCCR) PlanetS бросает вызов нашему пониманию этих внутренних областей этих планет.

Согласно выводам исследовательской группы, опубликованным в этом месяце в Astronomy & Astrophysicals, Уран и Нептун могут быть более каменистыми по своему ядру и менее «ледяными», чем считалось ранее.

Кроме того, их исследования показывают, что внутри них может наблюдаться конвекция, при которой материал циркулирует (как на Земле посредством тектонической активности), а не остается стабильным. Эти возможности, как они указывают, могли бы объяснить некоторые из наиболее загадочных характеристик «ледяных гигантов».

Исторически ученые разделили планеты Солнечной системы на три отдельные категории в зависимости от их состава, который соответствует их расстоянию от Солнца.

Сюда входят планеты земной группы (каменистые) внутренней части Солнечной системы – Меркурий, Венера, Земля и Марс, за которыми следуют планеты за так называемой «Линией льда» (где летучие вещества, такие как вода заморозить). Сюда входят газовые гиганты (Юпитер и Сатурн) и ледяные гиганты (Уран и Нептун).

Новое исследование, проведенное аспирантом Лукой Морфом и профессором Равитом Хелледом из UZH и NCCR PlanetS, бросает вызов этой теории.

Из всех солнечных планет Уран и Нептун изучены меньше всего. Это связано с тем, что только одна миссия, зонд «Вояджер-2», изучила их вблизи (в 1986 и 1989 годах соответственно).

Морф и Хеллед разработали уникальный процесс моделирования недр Урана и Нептуна, который рассматривал составы, выходящие за рамки модели богатой водой. Это состояло из случайных профилей плотности с последующими расчетами результирующего планетарного гравитационного поля.

Затем они повторили процесс, чтобы получить результаты, согласующиеся с данными наблюдений Урана и Нептуна.

«Классификация ледяных гигантов слишком упрощена, поскольку Уран и Нептун все еще плохо изучены», — объяснил Морф в пресс-релизе UZH.

«Модели, основанные на физике, были слишком перегружены предположениями, в то время как эмпирические модели слишком упрощены. Мы объединили оба подхода, чтобы получить внутренние модели, которые одновременно являются «агностическими» или беспристрастными, но при этом физически согласованными».

Их результаты показали, что их внутренний состав лучше всего подходит не только льду (преимущественно воде), а вместо этого может состоять преимущественно из камня.

Эти результаты согласуются с результатами, полученными космическим телескопом Хаббла и миссией «Новые горизонты», которые показывают, что состав Плутона примерно на 70% состоит из камня. и металлы и 30% воды по массе.

Исследование также дает возможные объяснения того, почему Уран и Нептун имеют такие загадочные магнитные поля, характеризующиеся более чем двумя полюсами.

«Это то, что мы впервые предположили почти 15 лет назад, и теперь у нас есть численная основа, чтобы продемонстрировать это», — сказал Хеллед.

«Наши модели имеют так называемые слои «ионной воды», которые генерируют магнитное динамо в определенных местах. которые объясняют наблюдаемые недиполярные магнитные поля. Мы также обнаружили, что магнитное поле Урана имеет более глубокое происхождение, чем магнитное поле Нептуна».

Естественно, в этой модели есть неопределенности, что подчеркивает необходимость дальнейших миссий для дальнейшего исследования «ледяных гигантов».

По теме: Первые в истории изображения жуткого свечения Нептуна наконец обнаруживают пропавшее Аврору

Тем временем, новое Результаты представляют новые сценарии и бросают вызов существовавшим десятилетиями предположениям относительно внутреннего состава планет-гигантов. Они также могут стать основой для будущих материаловедческих исследований планетарных условий и того, как материя ведет себя в экстремальных условиях.

«И Уран, и Нептун могут быть каменными гигантами или ледяными гигантами, в зависимости от предположений модели», — сказал Хеллед.

«В настоящее время данных недостаточно, чтобы различить их, и поэтому нам нужны специальные миссии к Урану и Нептуну, которые могут раскрыть их истинную природу».

Эта статья была первоначально опубликована Universe Today. Прочтите оригинал статьи.