Астрономы долгое время считали, что ледяные гиганты Уран и Нептун богаты замерзшей водой. Однако новое исследование предполагает, что он также может содержать тонны метанового льда.
Результаты могут помочь разгадать загадку того, как образовались эти ледяные миры.
Много о Уран И Нептун Это пока неизвестно. У этих гигантских ледяных миров был только один посетитель — космический корабль «Вояджер-2», пролетевший мимо них в 1980-х годах. В результате учёные имеют лишь смутное представление о составе ледяных гигантов — например, о том, что они содержат большое количество кислорода, углерода и водорода.
Связанный:Кольца Урана закрыты его неприятными спутниками
Чтобы узнать больше о составе Урана и Нептуна, астрономы создали модели, соответствующие физическим свойствам, измеренным «Вояджером-2» и наземными телескопами. Многие модели предполагают, что планеты содержат тонкие оболочки из водорода и гелия; Базовый слой из суперионизированной воды под давлением. аммиак; И центральное каменное ядро. (Вода — это то, что дает им знак «ледяного гиганта».) По некоторым оценкам, Уран и Нептун могли иметь в 50 000 раз больше воды В океанах Земли.
Но авторы нового исследования говорят, что эти модели игнорируют способ формирования ледяных гигантов. Когда Уран и Нептун объединились из пылевого облака, окружавшего молодое Солнце, они поглотили или срослись с объектами, называемыми планетезималями. Команда говорит, что эти планетезимали напоминают современные кометы, такие как 67P/Чурюмова-Герасименко, которые происходят из пояса Койпера, области ледяных тел в форме пончика за пределами орбиты Нептуна.
В отличие от ледяных гигантов, которые, как предполагается, богаты водой, значительная часть этих планетезималейных тел богата водой. углерод. Итак, «как ледяной гигант может быть сформирован из строительных блоков, бедных льдом?» Он сказал Ури Маламудведущий автор исследования и планетолог из Израильского технологического института Технион.
Чтобы разрешить этот очевидный парадокс, Маламуд и его коллеги построили сотни тысяч моделей недр Урана и Нептуна. Алгоритм, который они использовали, «начинается с сопоставления соответствующего состава с поверхностью планеты и постепенно продвигается к центральной точке планеты». Они считали несколько химических веществ, в том числе железо, воду и метан, основными компонентами природного газа. Затем они попытались определить, какая модель наиболее похожа на настоящих ледяных гигантов по таким характеристикам, как радиус и масса.
Среди различных моделей, которые они построили, астрономы обнаружили, что их критериям соответствуют модели, содержащие метан, где метан — либо в твёрдых кусках, либо под давлением в мягком состоянии — образует толстый слой между водородной и гелиевой оболочкой и слоем воды. В некоторых моделях метан составляет 10% массы планеты.
Команда разместила свои результаты, которые еще не прошли рецензирование, на сервере препринтов. arXiv в марте.
Этот метан является ключом к решению ледяного парадокса. Исследователи заявили, что лед мог образоваться в результате химической реакции водорода на растущих планетах с углеродом молодых планет, который накапливался на планетах. Такие реакции происходят при чрезвычайно высоких температурах и чрезвычайно высоком давлении, в миллионы раз превышающем давление воздуха, которое мы испытываем на Земле. Это точные условия, которые, по мнению ученых, существовали на развивающихся планетах.
Маламуд сказал, что результаты могут дать более глубокое понимание этих плохо изученных планет, хотя проверить, действительно ли они богаты метаном, будет сложно. Это будет целью одной из нескольких целей Предлагаемые миссии От НАСА и других космических агентств, стремящихся исследовать Уран.
«Интроверт. Мыслитель. Решатель проблем. Злой специалист по пиву. Склонен к приступам апатии. Эксперт по социальным сетям».
More Stories
Эта потрясающая фотография лица муравья выглядит как кошмар: ScienceAlert
SpaceX запустила 23 спутника Starlink из Флориды (видео и фото)
В то время как ULA изучает аномалию ракеты-носителя Vulcan, она также исследует аэродинамические проблемы.