Нещодавні дослідження вчених припускають, що Уран та Нептун можуть бути кам’яними гігантами, а не “крижаними”, як їх традиційно називають, з величезними твердими кам’янистими ядрами, що становлять понад 50% їхньої маси. Це може пояснити їхні загадкові магнітні поля.
Про це повідомило видання Live Science із посиланням на дослідження, опубліковане у журналі Astronomy & Astrophysics. Зазначається, що для остаточних висновків потрібні нові космічні місії.
“Класифікація крижаних гігантів є надто спрощеною, оскільки Уран і Нептун досі недостатньо вивчені”, – заявив головний автор дослідження Лука Морф із Цюрихського університету.
Уран і Нептун – відносно великі планети на краю Сонячної системи. Нептун є найвіддаленішою з них. Через надзвичайно низькі температури на таких відстанях гази, зокрема водень гелій та вода, конденсуються у стиснуті крижані суспензії, з яких формуються ядра цих планет. Саме тому їх традиційно вважали крижаними гігантами.
Зміна парадигми
Нові комп’ютерні моделі показують, що внутрішній склад Урана та Нептуна може бути набагато кам’янистим, ніж вважалося, що кидає тінь на їхню класифікацію як “крижаних гігантів”.
Морф разом із науковою керівницею Равіт Хелед розробили гібридну модель внутрішньої будови цих холодних планет, поєднавши фізичні розрахунки з даними спостережень.
“Ми поєднали обидва підходи, щоб отримати моделі надр, які є об’єктивними та фізично узгодженими”, – зазначив Морф.
Розрахунки вчених вказують на можливість існування величезних твердих ядер із гірських порід всередині цих планет.
Автори дослідження проаналізували, як змінюється щільність надр залежно від відстані до центру планет з урахуванням їхнього гравітаційного поля, температури та складу. У результаті вони отримали вісім можливих моделей ядер для Урана і Нептуна. У трьох із них співвідношення кам’янистих матеріалів до води виявилося високим, що свідчить про те, що внутрішня структура цих планет може бути не лише крижаною.
Пояснення магнітних полів
Це дослідження також може допомогти пояснити незвичні магнітні поля планет.
Кам’янисте ядро може містити іонні водні шари, де вода розпадається на заряджені частинки під екстремальним тиском. Саме ці шари, на думку вчених, можуть бути джерелом багатополюсних магнітних полів Урана і Нептуна.
Модель також припускає, що магнітне поле Урана формується ближче до центру планети, ніж у Нептуна.
Водночас Морф визнав, що фізики досі “майже не розуміють” поведінку речовин в екзотичних умовах високого тиску і температури. Це може вплинути на результати дослідження, тому наступним кроком команда планує додати в модель інші речовини, такі як метан і аміак, які також можуть бути у ядрах цих планет.
“Залежно від припущень моделі Уран і Нептун можуть бути як кам’янистими, так і крижаними гігантами”, – зауважила Хелед.
Вона додала, що сучасні знання про ці планети значною мірою ґрунтуються на даних зонда “Вояджер-2”, зібраних ще у 1980-х роках. Тому остаточні висновки потребують спеціальних космічних місій до Урана і Нептуна для більш детального вивчення їхньої справжньої природи.
