Уран і Нептун тривалий час вважали майже ідентичними близнюками. Вони мають подібні розміри, масу та розташовані на найвіддаленіших околицях нашої Сонячної системи. Проте міжнародна команда астрофізиків, проаналізувавши глибинний склад їхніх атмосфер, виявила суттєві хімічні відмінності. Результати дослідження, опубліковані в журналі Astronomy & Astrophysics, ставлять під сумнів гіпотезу про спільне походження двох крижаних гігантів.
Уран і Нептун належать до найменш досліджених нашої планетарної системи: єдиним апаратом, що пролітав повз них, був Voyager 2 у 1986 та 1989 роках відповідно. Пряме спостереження їхніх глибин неможливе через щільні багатошарові хмари.
Щоб обійти цю перешкоду, науковці використали монооксид вуглецю (CO2) як хімічний індикатор. Цей газ піднімається з глибоких гарячих шарів атмосфери нагору, до висот, доступних для спостережень. Поєднавши моделі атмосферного транспорту з даними радіоінтерферометра ALMA, вчені змогли визначити співвідношення вуглецю та кисню (C/O) в надрах обох планет. Це співвідношення слугує своєрідним «хімічним відбитком пальців» матеріалу, з якого вони колись утворилися.
Нептун багатший на кисень
З’ясувалося, що атмосфера Нептуна значно більше збагачена киснем порівняно з Ураном. Це призводить до нижчого показника C/O на Нептуні. Навіть з урахуванням можливих похибок, таку відмінність важко пояснити, якби обидві планети сформувалися з однієї й тієї ж речовини в одному куточку протопланетного диска.
Порівняння отриманих даних із моделями еволюції ранньої Сонячної системи вказує на те, що шлях формування планет був різним:
- Уран, скоріш за все, утворився на значній відстані від Сонця — неподалік своєї сучасної орбіти.
- Нептун міг зародитися ближче до Сонця, де тверда речовина була насичена киснем, а вже згодом мігрував на дальню периферію.
Майбутні місії до межі Сонячної системи
Сформована картина поки що не є остаточною, адже вертикальна циркуляція газів у глибинах гігантів досі містить багато невідомих. Остаточно зняти завісу таємниці допоможуть лише нові дослідницькі апарати.
Зокрема, концепт місії Uranus Orbiter and Probe (UOP), який у 2023 році Національна академія наук США визначила як найвищий пріоритет на найближче десятиліття, має відправити зонд безпосередньо в атмосферу Урана. Дослідження цих двох планет має критичне значення не лише для нашої системи, а й для всієї астрофізики: планети подібних розмірів становлять понад половину з майже 6 тис. екзопланет, виявлених на сьогодні.
Раніше ми повідомляли про те, як Уран і Нептун виявилися кам’яними світами.
За матеріалами phys.org
