|
Уран и Нептун могут быть магматическими мирами
|
|
|
|
Уран и Нептун остаются двумя из самых загадочных объектов в Солнечной системе, главным образом потому, что их посещали только космические аппараты НАСА «Вояджер-2» в 1986 и 1989 годах соответственно. Их прозвище «ледяной гигант» происходит от давних гипотез о том, что их недра состоят из ледяной мантии под водородно-гелиевой атмосферой. В то время как Юпитер и Сатурн также состоят преимущественно из водорода и гелия, предполагается, что Уран и Нептун имеют слоистую структуру, состоящую из ледяных элементов внутри.
|
|
|
|
Несмотря на десятилетия моделей, исследований и гипотез, дискуссия о давнем прозвище «ледяной гигант» для Урана и Нептуна накаляется. Это связано с тем, что исследование, опубликованное на сервере препринтов arXiv и представленное в Astrophysical Journal, может показать, что это прозвище может быть не таким уж и «ледяным», как долгое время считали ученые.
|
|
|
|
В любом случае, группа исследователей из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (UCLA) может заставить затихнуть давние научные страсти.
|
|
|
|
Для исследования ученые использовали ряд компьютерных моделей для моделирования и определения внутреннего состава и процессов Урана и Нептуна. Основная цель исследования заключалась в подтверждении или опровержении давних моделей и гипотез относительно статуса Урана и Нептуна как «ледяных гигантов».
|
|
|
|
|
|
|
Хотя давние модели предполагали наличие у обоих миров водородно-гелиевой атмосферы, покрывающей обширную мантию из «льдов», состоящих из воды, аммиака и метана, и, наконец, каменистого ядра, исследования магнитных полей и распределения тепла на обоих мирах ставили ученых в тупик.
|
|
|
|
Исследователи отмечают, что это исследование может не только объяснить внутреннее строение Урана и Нептуна, но и использовать их в качестве аналогов для экзопланет размером меньше Нептуна. Это наиболее распространенный тип экзопланет в нашей галактике, радиус которых составляет от 1 до 4,5 радиусов Земли. Из-за отсутствия подобных планет в нашей Солнечной системе формирование и эволюция этих экзопланет остаются загадкой.
|
|
|
|
В итоге, это исследование показало, что внутренние слои Урана и Нептуна потенциально состоят из магматического океана, а не из льда.
|
|
|
|
Предложенные в исследовании слои планеты включают водородно-гелиевую атмосферу, которая переносит тепло в верхние слои атмосферы и излучает его в космос. Ниже этого слоя находится пограничный слой, состоящий из нескольких элементов, включая водород, гелий, магний, монооксид кремния (SiO) и кислород. Наконец, нижний слой представляет собой магматический океан, состоящий из силикатов, железа и водорода.
|
|
|
|
В заключении исследования отмечается: «Хотя это лишь одна из множества моделей, успешно воспроизводящих наблюдаемые особенности Нептуна и Урана, эта модель имеет несколько преимуществ. Одно из них — связь с другими газовыми карликовыми планетами; неясно, должны ли ледяные гиганты и субнептуны принципиально отличаться просто из-за расстояния до своей звезды.
|
|
|
|
С этим связан тот факт, что основные химические характеристики ледяных гигантов напоминают характеристики газовых субнептунов, что, возможно, указывает на схожие граничные условия для химии атмосфер, создаваемые магматическими океанами».
|
|
|
|
Хотя «Вояджер-2» остается единственным космическим аппаратом, посетившим Уран и Нептун, и в настоящее время нет запланированных миссий на возвращение, было предложено несколько концепций миссий. К ним относятся «Орбитальный аппарат и зонд Урана» (UOP) и «Одиссея Нептуна», причем UOP использует зонд для погружения в атмосферу Урана, а обе концепции миссий предполагают выход на орбиту вокруг планет и одновременное изучение их многочисленных луны.
|
|
|
|
Источник
|
