Хотя технически Уран и Нептун являются газовыми гигантами, их называют «ледяными гигантами» из-за их состава. Это связано с тем, что Уран и Нептун содержат больше метана, воды и других летучих веществ, чем их более крупные аналоги (Юпитер и Сатурн). В условиях высокого давления во внутренних областях планет эти элементы затвердевают, по сути, превращаясь в «лёд». Однако новые исследования Цюрихского университета (UZH) и Национального центра компетенции в области исследований (NCCR) PlanetS ставят под сомнение наше понимание внутренних областей этих планет.
Согласно результатам исследования, опубликованным в журнале Astronomy & Astrophysics, ядра Урана и Нептуна могут быть более каменистыми и менее «ледяными», чем считалось ранее. Кроме того, их исследование предполагает, что в их недрах может происходить конвекция, при которой вещество циркулирует (как на Земле в результате тектонической активности), а не остается стабильным. Эти возможности, как указывают исследователи, могут объяснить некоторые из наиболее загадочных характеристик «ледяных гигантов».
Исторически сложилось так, что ученые делили планеты Солнечной системы на три отдельные категории в зависимости от их состава, который соответствует их расстоянию от Солнца. К ним относятся земные (каменистые) планеты внутренней части Солнечной системы — Меркурий, Венера, Земля и Марс, а также планеты за так называемой «линией замерзания» (где замерзают летучие вещества, такие как вода). Сюда входят газовые гиганты (Юпитер и Сатурн) и ледяные гиганты (Уран и Нептун). Новое исследование, проведенное Лукой Морфом и профессором Равит Хеллед из Цюрихского университета и Национального центра исследований планет (NCCR PlanetS), ставит под сомнение эту концепцию.
Из всех планет Солнечной системы Уран и Нептун изучены наименее подробно. Это связано с тем, что только одна миссия, зонд «Voyager 2», исследовала их вблизи (в 1986 и 1989 годах соответственно). Морф и Хеллед разработали уникальный процесс моделирования внутренних структур Урана и Нептуна, учитывающий состав, выходящий за рамки модели с высоким содержанием воды. Он заключался в построении случайных профилей плотности с последующим расчетом результирующего гравитационного поля планеты. Затем они повторили процесс, чтобы получить результаты, согласующиеся с наблюдательными данными Урана и Нептуна.
«Классификация ледяных гигантов чрезмерно упрощена, поскольку Уран и Нептун до сих пор плохо изучены. Модели, основанные на физике, были слишком перегружены предположениями, в то время как эмпирические модели слишком упрощены. Мы объединили оба подхода, чтобы получить модели внутреннего строения, которые являются одновременно «агностическими» или непредвзятыми и при этом физически непротиворечивыми», - говорит Морф.
Результаты показали, что их внутренний состав не ограничивается льдом (преимущественно водой) и может состоять преимущественно из горных пород. Эти результаты согласуются с данными, полученными с помощью космического телескопа «Хаббл» и миссии «Новые горизонты», которые указывают на то, что Плутон примерно на 70% состоит из горных пород и металлов и на 30% из воды по массе. Исследование также предлагает возможные объяснения того, почему Уран и Нептун обладают такими загадочными магнитными полями, характеризующимися наличием более двух полюсов.
«Мы впервые выдвинули эту гипотезу почти 15 лет назад, и теперь у нас есть численная модель, позволяющая её продемонстрировать. В наших моделях присутствуют так называемые «ионные водные» слои, которые генерируют магнитные динамо-эффекты в местах, объясняющих наблюдаемые недипольные магнитные поля. Мы также обнаружили, что магнитное поле Урана имеет более глубокий источник, чем у Нептуна. И Уран, и Нептун могут быть каменистыми или ледяными гигантами, в зависимости от допущений модели. Имеющихся данных пока недостаточно для того, чтобы различить их, поэтому нам необходимы специальные миссии к Урану и Нептуну, которые смогут раскрыть их истинную природу», - сказал Хеллед.
Естественно, в этой модели есть неопределенности, что подчеркивает необходимость дальнейших исследований «ледяных гигантов» в рамках будущих миссий. Между тем, новые результаты представляют новые сценарии и ставят под сомнение многолетние предположения относительно внутреннего состава гигантских планет. Они также могут послужить ориентиром для будущих исследований в области материаловедения, посвященных условиям на планетах и поведению материи в экстремальных условиях.
Утерянная рукопись Шрёдингера раскрывает неожиданный поворот в квантовой физике
Более 80 лет рукопись, написанная одним из основателей квантовой физики, пылится в австрийской библиотеке. Этот трехстраничный документ, обнаруженный историком физики Флавио Дель Санто из Женевского университета, является образцом краткости, но…
Ископаемые раннего кембрия переписывают генеалогическое древо морских звезд
Найденная в Китае окаменелость морского жука-землекопа возрастом 518 миллионов лет позволяет предположить, что общим предком морских звезд и их родственников был не роющий червь, а, вероятно, щупальцеобразное животное, питавшееся водой…
20 лет после падения астероида Чиксулуб для Земли стали «полным кошмаром»
Падение астероида 66 миллионов лет назад, приведшее к вымиранию всех динозавров (за исключением птиц), стало началом периода хаоса и разрушений, сопровождавшегося катастрофическими землетрясениями и цунами. Результаты нового исследования были опубликованы…
МО: за ночь над регионами России сбили 616 беспилотников ВСУ
Силы ПВО РФ за ночь перехватили и уничтожили 616 беспилотников ВСУ над регионами России и акваториями Азовского и Черного морей. Об этом сообщили в Минобороны России. "В течение прошедшей ночи…
Шуваев: за сутки в Белгородской области при атаках ВСУ один человек погиб, семеро пострадали
ВСУ за прошедшие сутки 138 раз атаковали территорию Белгородской области. Один человек погиб, семеро пострадали, сообщил губернатор Александр Шуваев в "Максе". "За минувшие сутки ВСУ 138 раз атаковали территорию Белгородской…
Клычков: в Орле при разборе завалов после атаки ВСУ нашли тела трех человек
Тела трех погибших обнаружили во время разборов завалов после ракетного удара ВСУ по предприятию в Орле. Об этом сообщил в "Максе" губернатор Андрей Клычков. "В Орле продолжается ликвидация последствий террористической…
Выборы президента в Бразилии внезапно стали важны для всего мира
В воскресенье Бразилия выберет президента, и по ряду причин этот выбор приобрел большое значение для...
Три из пяти массовых вымираний на Земле могли быть не такими, как считалось
Палеонтологи использовали машинное обучение для систематизации ископаемых данных в потенциально наиб...
Эксперт не исключил также, что существует вероятность, когда при возникновении сочетания некоторых условий могут возникнуть предпосылки для развития того или иного сценария из широкого спектра возможных. Хотя не надо огульно отбрасывать и множенство других потенциальных вариантов.
Этот сайт использует файлы «cookie» с целью повышения удобства его использования. Во время посещения сайта вы соглашаетесь с тем, что мы обрабатываем ваши персональные данные с использованием сервиса «Яндекс. Метрика». Продолжая использовать сайт, вы соглашаетесь с Политикой конфиденциальности.
Зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций
(Роскомнадзор). Реестровая запись от 07.06.2022 серия ЭЛ № ФС 77 – 83392. При использовании, полном или частичном
цитировании материалов planet-today.ru активная гиперссылка обязательна. Мнения и взгляды авторов не всегда совпадают с
точкой зрения редакции. На информационном ресурсе применяются рекомендательные технологии (информационные технологии
предоставления информации на основе сбора, систематизации и анализа сведений, относящихся к предпочтениям пользователей
сети "Интернет", находящихся на территории Российской Федерации)".