Склад Урана та Нептуна може бути менш крижаним, ніж досі вважають астрономи. На це вказують результати нового дослідження науковців Цюрихського університету.
«Класифікація крижаних гігантів надмірно спрощена, бо Уран і Нептун досі погано вивчено», — сказав Лука Морф (Luca Morf), докторант Цюрихського університету. «Моделі, засновані на фізиці, занадто обтяжені припущеннями, тоді як емпіричні моделі занадто спрощені. Ми поєднали обидва підходи, щоб отримати моделі внутрішніх структур, які є одночасно “агностичними” або неупередженими, і все ж фізично узгодженими».
Своє дослідження науковці почали з того, що обрали випадковий профіль густини для внутрішніх структур планети. Потім вони розрахували гравітаційне поле планети, яке узгоджується з даними спостережень, і зробили висновок про можливий склад. Зрештою, вони повторили процес, щоб отримати найкращу можливу відповідність між моделями та даними спостережень.
За допомогою своєї нової агностичної, але повністю фізичної моделі, дослідники виявили, що потенційний внутрішній склад крижаних гігантів Сонячної системи зовсім не обмежується лише льодом.
«Це те, що ми вперше припустили майже 15 років тому, і тепер у нас є математична основа для демонстрації цього», — сказав професор Равіт Геллед (Ravit Helled) з Цюріхського університету. «Новий діапазон внутрішнього складу показує, що обидві планети можуть бути багатими на воду або на гірські породи».
Дослідження також пропонує нові перспективи щодо загадкових магнітних полів Урана та Нептуна. Хоча Земля має чіткі Північний та Південний магнітні полюси, магнітні поля Урана та Нептуна є складнішими, маючи більше двох полюсів.
«Наші моделі мають так звані шари “іонної води”, які генерують магнітні динамо в місцях їх розміщення. Це пояснює спостережувані не дипольні магнітні поля», — сказав професор Геллед. «Ми також виявили, що магнітне поле Урана зароджується глибше, ніж у Нептуна».
Хоча результати обнадійливі, певна невизначеність залишається.
«Одна з головних проблем полягає в тому, що фізики досі ледве розуміють, як речовини, котрі перебувають в надрах планети, поводяться в екзотичних умовах тиску та температури. Це може вплинути на наші результати», — сказав Морф.
Попри невизначеність, здобуті результати також прокладають шлях для нового потенційного сценарію внутрішнього складу, ставлять під сумнів десятирічні припущення та спрямовують майбутні дослідження матеріалознавства в умовах різних планет.
«І Уран, і Нептун можуть бути кам’янистими гігантами або крижаними гігантами залежно від припущень моделі», — сказав професор Геллед. «Поточних даних наразі недостатньо, щоб розрізнити ці два варіанти, і тому нам потрібні спеціальні місії до Урана та Нептуна, які можуть розкрити їхню справжню природу».
Статтю, де описано це дослідження, опубліковано минулого тижня в журналі Astronomy & Astrophysics.
За інф. з сайту www.sci.news
