Уран и Нептун могут быть «каменными гигантами», а не «ледяными гигантами», предполагает новая модель их ядер.
- При покупке по ссылкам на наши статьи, Future и его партнеры по синдикации могут получить комиссию.
Интерьеры Урана и Нептуна могут быть более скалистыми, чем предполагали ученые, предполагает новая вычислительная модель, оспаривающая идею о том, что планеты должны называться «ледяными гигантами».
Новое исследование, опубликованное 10 декабря в журнале «Астрономия и астрофизика», также может помочь объяснить загадочные магнитные поля планет.
Uranus и Neptune являются относительно большими планетами на краю Солнечной системы; Нептун является самой далекой планетой, вращающейся в среднем на расстоянии 2,8 миллиарда миль (4,5 миллиарда километров) от Солнца. Чрезвычайно холодные температуры на этих расстояниях заставляют газы, такие как водород, гелий и вода, конденсироваться в сжатые ледяные суспензии, которые образуют ядра планет.
«Классификация ледяных гигантов слишком упрощена, поскольку Уран и Нептун все еще плохо изучены», — сказал ведущий автор исследования Лука Морф, докторант Цюрихского университета.
Далеко-далеко от планет
Морф и его руководитель, Равит Хеллед, разработали новую гибридную модель в попытке лучше понять внутреннюю часть этих холодных планет. Модели, основанные только на физике, в значительной степени полагаются на предположения, сделанные модельером, в то время как наблюдательные модели могут быть слишком упрощенными, объяснил Морф. «Мы объединили оба подхода, чтобы получить внутренние модели, которые являются как объективными, так и физически последовательными».
Пара начала с рассмотрения того, как плотность ядра каждой планеты может меняться с расстоянием от центра планет, а затем скорректировала модель для учета тяжести планет. Из этого они сделали вывод о температуре и составе ядра и создали новый профиль плотности. Команда ввела новые параметры плотности обратно в модель и повторила этот процесс до тех пор, пока ядро модели полностью не соответствовало текущим данным наблюдений.
Этот метод породил восемь полных возможных ядер как для Урана, так и для Нептуна, три из которых имели высокие соотношения породы к воде. Это показывает, что интерьеры Урана и Нептуна не ограничены льдом, как считалось ранее, говорят исследователи.
Все смоделированные ядра имели конвективные области, где чистая вода существует в своей ионной фазе. Именно здесь экстремальные температуры и давления заставляют молекулы воды распадаться на заряженные протоны (H+) и ионы гидроксида (OH-). Команда считает, что такие слои могут быть источником множественных магнитных полей планет, которые заставляют Уран и Нептун иметь более двух полюсов. Модель также предполагает, что магнитное поле Урана генерируется ближе к его центру, чем у Нептуна.
«Одна из основных проблем заключается в том, что физики до сих пор едва понимают, как материалы ведут себя в экзотических условиях [высокого] давления и температуры, обнаруженных в центре планеты, и это может повлиять на наши результаты», — сказал Морф. Команда стремится улучшить свою модель, включив другие молекулы, такие как метан и аммиак, которые также могут быть найдены в ядрах.
связанные с ними истории
Ученые обнаружили, что Уран удивительно теплый, что подогревает аргументы в пользу новой планетарной миссии
Ученые наконец-то узнали, почему на Уране и Нептуне вспыхивают сверхнасильственные бури
Нептун не такой синий, как вы думаете, и эти новые изображения планеты доказывают это.
«И Уран, и Нептун могут быть скальными гигантами или ледяными гигантами в зависимости от моделей», — сказала Хелд. — Она отметила, что большая часть нашего понимания этих планет может быть неполной, поскольку она основана в основном на данных, собранных космическим зондом «Вояджер-2» в 1980-х годах.
«Текущих данных недостаточно, чтобы отличить их, и поэтому нам нужны специальные миссии на Уран и Нептун, которые могут раскрыть их истинную природу», — сказал Хеллед.
Команда надеется, что модель может стать объективным инструментом для любых новых данных от будущих космических миссий на эти планеты.
