Команда дослідників із Цюрихського університету поставила під сумнів наше розуміння внутрішньої будови Урана і Нептуна. Вони можуть бути більш кам’янистими та менш крижаними, ніж вважалося раніше.
Планети Сонячної системи зазвичай поділяють на три групи залежно від складу: чотири кам’яні планети (Меркурій, Венера, Земля і Марс), два газові гіганти (Юпітер і Сатурн) і, нарешті, два крижані гіганти (Уран і Нептун). Однак остання категорія може потребувати уточнення. Результати дослідження, виконаного вченими з Цюрихського університету, свідчать про те, що Уран і Нептун можуть бути більш кам’янистими, ніж крижаними. Ця інтерпретація також узгоджується з відкриттям, що карликова планета Плутон за своїм складом переважно кам’яна.
Команда розробила унікальний процес моделювання внутрішньої структури Урана і Нептуна. «Класифікація крижаних гігантів є надмірно спрощеною, оскільки Уран і Нептун досі погано вивчені», — пояснює Лука Морф, аспірант Цюрихського університету і провідний автор дослідження. «Моделі, засновані на фізиці, були занадто насичені припущеннями, а емпіричні моделі — занадто спрощеними. Ми об’єднали обидва підходи, щоб отримати моделі внутрішньої структури, які є одночасно «агностичними» або неупередженими та водночас фізично послідовними».
Абсолютно новий спектр можливостей
За допомогою своєї моделі команда виявила, що потенційний внутрішній склад «крижаних гігантів» Сонячної системи зовсім не обмежується тільки льодом (зазвичай представленим водою). Обидві планети можуть бути або багатими на воду, або багатими на гірські породи.
Дослідження також відкриває нові перспективи щодо їх магнітних полів. У той час як Земля має чіткі північний і південний магнітні полюси, магнітні поля Урана і Нептуна є складнішими та мають більше двох полюсів. «Наші моделі мають так звані шари «іонної води», які генерують магнітні динамо в місцях, що пояснюють спостережувані недипольні магнітні поля. Ми також виявили, що магнітне поле Урана походить з глибших шарів, ніж магнітне поле Нептуна», — пояснює один з учасників дослідження Равіт Хеллед.
Необхідність нових космічних місій
Хоча результати є обнадійливими, залишається певна невизначеність. Вона пов’язана з тим, що фізики досі погано розуміють, як поводяться матеріали в екзотичних умовах тиску і температури, які спостерігаються в центрі планети, і це може вплинути на точність моделювання.
За словами команди, попри невизначеності, їхня модель також відкриває шлях для нових потенційних сценаріїв складу внутрішньої частини планети, ставлячи під сумнів десятирічні припущення. І Уран, і Нептун можуть бути кам’яними гігантами або крижаними гігантами залежно від припущень моделі. Поточних даних недостатньо, щоб розрізнити ці дві планети, і тому нам потрібні спеціальні місії до Урана і Нептуна, які зможуть розкрити їх справжню природу.
