Уран и Нептун не такие, как предполагалось: ключ к разгадке тайны появления этих планет

Согласно исследованию, опубликованному на сервере препринтов arXiv, ледяные гиганты Уран и Нептун имеют меньше воды в своих недрах, чем предполагалось. Также ученые считают, что внутри планет находится огромное количество метанового льда. Это исследование может помочь в разгадке тайны происхождения двух самых далеких планет Солнечной системы, пишет Live Science.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

Ученые имеют лишь общее представление об ледяных гигантах, которыми являются самые далекие планеты Солнечной системы Уран и Нептун. Впервые мимо этих планет на относительно близком расстоянии в 80- годах прошлого века пролетел космический аппарат "Вояджер-2". С тех пор ни один зонд не посещал эти ледяные миры и исследования планет происходят с помощью наземных и космических телескопов. Поэтому до сих пор астрономы имеют смутное представление о том, из чего на самом деле состоят Уран и Нептун.

Астрономы создали модели двух планет на основании данных, собранных "Вояджером-2" и телескопами. Многие модели предполагают, что ледяные миры имеют тонкую оболочку из водорода и гелия, под ней находится слой замороженной воды и аммиака, а ниже находится каменистое ядро. Предполагается, что на Уране и Нептуне примерно в 50 тысяч раз больше воды, чем в земных океанах. Из-за наличия водяного льда обе планеты получили название ледяных гигантов.

Но авторы нового исследования считают эти модели неверными, ведь они не учитывают способ формирования данных планет. Известно, что оба мира сформировались из облака газа и пыли, то есть протопланетного диска, который окружал молодое Солнце. На начальных этапах эволюции планеты поглотили планетезимали, то есть строительные блоки планет и они напоминали кометы. То есть это были объекты, как те, которые находятся в поясе Койпера за пределами орбиты Нептуна. Но большинство планетезималей состояли в основном из углерода, а не из воды. Поэтому авторы исследования указывают на парадокс, ведь ледяные гиганты сформировались из объектов, у которых было мало водяного льда.

Чтобы разрешить этот парадокс, ученые создали тысячи моделей внутреннего состава Урана и Нептуна. В каждой модели подбирался подходящий состав для планеты от верхних слоев до ядра. При этом в моделях учитывались в качестве главных компонентов железо, вода и метан.

Затем ученые определили, какая из моделей лучше напоминает настоящих ледяных гигантов по радиусу и массе. Астрономы выяснили, что модели с метаном соответствуют критериям. Получается, что метан либо в твердом состоянии, либо в более мягком, создает толстый слой между оболочкой из гелия и водорода и слоем воды. Некоторые модели показали, что метан может составлять 10% массы планет.

Как раз метан и является ключом к разгадке вышеуказанного парадокса. По словам ученых, лед мог образоваться, когда водород на планетах, которые набирали массу, вступал в химическую реакцию с углеродом в планетезималях. Такие реакции происходят при высоких температурах и очень высоком давлении. Ученые считают, что именно такие условия существовали в ранней истории Урана и Нептуна.

Пока это открытие остается лишь теорией, которую нужно еще доказать. То есть действительно ли на Уране и Нептуне много метана и мало воды, поможет выяснить только будущие космические аппараты, которые смогут долго исследовать эти миры с их орбиты.

Как уже писал Фокус, ученые обнаружили на Луне 2 ранее неизвестных минерала, которые не встречаются в природе на Земле. Удары метеоритов меняют лунные породы таким образом, который никогда не видели на нашей планете.

Также Фокус писал о том, что спустя 90 лет физики наконец увидели загадочный Вигнеровский кристалл, который представляет собой странную форму материи.