Уран и Нептун — две крайние планеты Солнечной системы, также известные как ледяные гиганты. Во многом эти две планеты очень похожи друг на друга. Ученые только что выяснили, почему они отличаются по цвету друг от друга.
Стыдно признаться в 21 веке, но пока в окрестностях этих двух планет побывал только один космический зонд. «Вояджер-2» пролетел вблизи Урана в 1986 году и вблизи Нептуна в 1989 году. С тех пор ничего отправленное с Земли в те части Солнечной системы не летало.
Уран и Нептун - два близнеца
Согласно современным представлениям, оба ледяных гиганта состоят из небольшого каменного ядра с массой, близкого по массе к Земле, которое окружено обширной мантией из воды, метана и аммиачного льда, и плотной обширной атмосферой.
По массе и размеру Уран и Нептун практически неотличимы друг от друга. Уран в 14,5 раз больше массы Земли, а Нептун в 17 раз больше Земли. Точно так же Нептун имеет диаметр 49 000 км, а Уран 51 000 км.
Почему Уран ярче Нептуна?
Однако исследователи давно задавались вопросом, почему Нептун в видимом свете имеет глубокий синий цвет, а Уран более яркий и пастельный.
Решение загадки было предоставлено данными, собранными за последние несколько лет космическим телескопом имени Хаббла и инфракрасным телескопом Джемини север. Ученые решили внимательно изучить верхние слои атмосферы обеих планет. Благодаря чрезвычайно точным спектроскопическим данным в верхних слоях атмосферы каждой из планет удалось выделить три отдельных слоя газов. Оказалось, что посреди них образуется своеобразный туман, состоящий из капель и частиц, образовавшихся в результате фотохимических реакций, при которых солнечное излучение взаимодействует с элементами, из которых состоит атмосфера. Именно этот туман застилает нижние слои атмосферы. Если бы это было не так, две планеты были бы практически одного цвета. Со временем эти частицы тумана покрываются метановым льдом из нижних слоев атмосферы. Когда метан конденсируется на таких частицах, под нагрузкой они начинают попадать в нижние слои атмосферы планеты в виде снега. Процесс более или менее одинаков на обеих планетах.
Единственная разница между двумя планетами заключается в том, что у Нептуна чуть более активная и турбулентная атмосфера. В результате более быстрые движения частиц, составляющих верхние слои атмосферы, ускоряют процесс конденсации метанового льда на частицах тумана. По этой причине туман быстрее трансформируется в снежинки, которые затем попадают в более глубокие слои атмосферы. Следовательно, можно сказать, что во втором слое атмосферы никогда не бывает достаточно времени, чтобы образовался действительно плотный туман, который мог бы скрыть синеву.
Однако на Уране тише, а значит, и тумана больше. Именно он отвечает за то, что со стороны Уран более молочный, чем Нептун.