Газ из Урана указывает на ледяное ядро планеты

Фото из открытых источников

Уран, по-видимому, содержит гораздо больше воды, замерзшей во льду, чем предполагали астрономы, что потенциально разрешает давнюю загадку о том, сформировался ли он иначе, чем его ближайший сосед, Нептун. Результаты нового исследования были опубликованы на сервере препринтов arXiv.

Ледяные гиганты, такие как Уран и Нептун, имеют плотные, газообразные атмосферы. Это затрудняет изучение того, что находится внутри планет и как они образовались. Однако ученые могут измерять газы в их атмосферах, которые затем можно связать с процессами и элементами, находящимися глубже.

Наличие монооксида углерода в атмосфере планеты часто связывают с ее самыми глубокими частями, богатыми водой или льдом, но в то время как соседний Нептун продемонстрировал обилие монооксида углерода, указывающее на богатое льдом ядро, у Урана его не было, что заставило некоторых астрономов предположить, что у него каменистое ядро. Если это правда, это будет означать, что Нептун и Уран сформировались совершенно по-разному и не так похожи, как кажется.

Теперь Тибо Кавалье из Университета Бордо во Франции и его коллеги впервые обнаружили угарный газ в нижних слоях атмосферы Урана, что говорит о том, что он гораздо богаче водой, чем предполагалось ранее.

«Мы обнаружили, что Уран больше похож на ледяного гиганта, чем на каменистого», — говорит Кавалье. «Это говорит нам о том, что споры закончились. Мы должны быть осторожны, когда говорим подобные вещи, потому что многое зависит от моделирования, но у нас такое ощущение».

Получайте новости галактики прямо в свой почтовый ящик каждый месяц: последние новости космоса, запуски и астрономические события от Лии Крейн из New Scientist.

Кавалье и его коллеги использовали Атакамский большой миллиметровый/субмиллиметровый телескоп в Чили для трех наблюдений Урана в период с 2022 по 2024 год и обнаружили значительные количества угарного газа в нижних слоях атмосферы планеты. Затем они использовали несколько моделей с различными соотношениями горных пород и льда, чтобы попытаться воспроизвести измеренное ими количество угарного газа, обнаружив, что им удалось воспроизвести его только с помощью моделей, богатых льдом.

Они также обнаружили угарный газ в верхних слоях атмосферы Урана, но это предполагает, что он имеет другое происхождение, чем внутри Урана, вероятно, от кометы, столкнувшейся с планетой несколько столетий назад, говорит Кавалье.

Обнаружение угарного газа — важный шаг в понимании глубинных недр Урана, но неясно, откуда он может поступать, говорит Ванеса Рамирес из Лейденского университета в Нидерландах. «Интерпретация содержания элементов в атмосфере требует предположений о химическом составе, перемешивании и внутренней структуре, которые остаются неопределенными для Урана».

Эти предположения и широкий спектр моделей, используемых для моделирования внутреннего строения Урана, означают, что существует множество различных соотношений горных пород и льда, совместимых с имеющимися данными, говорит Рамирес. «Само по себе это не решает вопрос о том, следует ли рассматривать Уран прежде всего как гигант, богатый льдом, или как гигант, богатый горными породами».