Команда исследователей из Цюрихского университета поставила под сомнение наше понимание внутреннего строения Урана и Нептуна. Они могут быть более каменистыми и менее ледяными, чем считалось ранее.
Планеты Солнечной системы обычно делятся на три группы в зависимости от состава: четыре каменные планеты (Меркурий, Венера, Земля и Марс), два газовых гиганта (Юпитер и Сатурн) и, наконец, два ледяных гиганта (Уран и Нептун). Однако последняя категория может нуждаться в уточнении. Результаты исследования, выполненного учеными из Цюрихского университета, говорят о том, что Уран и Нептун могут быть более каменистыми, чем ледяными. Эта интерпретация также согласуется с открытием, что карликовая планета Плутон по своему составу преимущественно каменная.
Команда разработала уникальный процесс моделирования внутренней структуры Урана и Нептуна. «Классификация ледяных гигантов является чрезмерно упрощенной, поскольку Уран и Нептун до сих пор плохо изучены», — объясняет Лука Морф, аспирант Цюрихского университета и ведущий автор исследования. «Модели, основанные на физике, были слишком насыщены допущениями, а эмпирические модели — слишком упрощенными. Мы объединили оба подхода, чтобы получить модели внутренней структуры, которые являются одновременно «агностическими» или непредвзятыми и в то же время физически последовательными».
Совершенно новый спектр возможностей
С помощью своей модели команда обнаружила, что потенциальный внутренний состав «ледяных гигантов» Солнечной системы вовсе не ограничивается только льдом (обычно представленным водой). Обе планеты могут быть либо богатыми водой, либо богатыми горными породами.
Исследование также открывает новые перспективы в отношении их магнитных полей. В то время как Земля имеет четкие северный и южный магнитные полюса, магнитные поля Урана и Нептуна более сложны и имеют более двух полюсов. «Наши модели имеют так называемые слои «ионной воды», которые генерируют магнитные динамо в местах, которые объясняют наблюдаемые недипольные магнитные поля. Мы также обнаружили, что магнитное поле Урана происходит из более глубоких слоев, чем магнитное поле Нептуна», — объясняет один из участников исследования Равит Хеллед.
Необходимость новых космических миссий
Хотя результаты обнадеживают, остается некоторая неопределенность. Она связана с тем, что физики до сих пор плохо понимают, как ведут себя материалы в экзотических условиях давления и температуры, которые наблюдаются в центре планеты, и это может повлиять на точность моделирования.
По словам команды, несмотря на неопределенности, их модель также открывает путь для новых потенциальных сценариев состава внутренней части планеты, ставя под сомнение десятилетние предположения. И Уран, и Нептун могут быть каменными гигантами или ледяными гигантами в зависимости от допущений модели. Текущих данных недостаточно, чтобы различить эти две планеты, и поэтому нам нужны специальные миссии к Урану и Нептуну, которые смогут раскрыть их истинную природу.
