Судя по составу атмосферы Урана, льда в его недрах куда больше, чем считалось ранее. Это открытие способно поставить точку в давнем споре об образовании двух соседних планет-гигантов.
Ледяные гиганты, такие как Уран и Нептун, окутаны плотными газовыми оболочками, что сильно затрудняет изучение их внутреннего строения и истории происхождения. Тем не менее, ученые могут анализировать газы в их атмосферах, а затем, с помощью моделей, связывать эти данные с глубинными процессами и элементарным составом ядра.
Присутствие угарного газа в атмосфере планеты часто служит признаком богатства ее глубоких слоев водой или льдом. О Нептуне давно известно, что он изобилует CO, а у Урана таких показателей не наблюдали. Это давало основания предполагать, что внутри он может быть каменным — что, соответственно, указывало бы на принципиально другой путь образования планеты, нежели у Нептуна.
Планетологи внимательнейшим образом изучили данные телескопа ALMA и впервые зафиксировали угарный газ в нижних слоях атмосферы Урана. Статью об открытии они направили в Astronomy & Astrophysics, а пока с ней можно ознакомиться на сервере препринтов arXiv.
«Наши результаты показывают, что Уран все-таки ближе к ледяным гигантам, чем к каменным. Мы полагаем, что этот спор можно считать закрытым. Конечно, такие заявления требуют осторожности, ведь многое зависит от используемых моделей, но по совокупности данных выводы именно такие», — говорит планетолог Тибо Кавалье из Астрофизической обсерватории Бордо, руководивший исследованием.
Проанализировав три сеанса наблюдений Урана чилийским радиотелескопом в 2022–2024 годах, ученые впервые достоверно установили, что в тропосфере планеты присутствует CO в концентрациях до 5,8 частей на миллиард. К полученным данным применили несколько моделей с разным соотношением камня и льда, пытаясь воспроизвести измеренное количество газа. В итоге соответствие действительности показали дали только «ледяные» сценарии.
Угарный газ нашли и в верхних слоях атмосферы, но там он, вероятно, не связан с внутренними процессами. По словам Кавалье, скорее всего, это остатки кометы, врезавшейся в планету несколько столетий назад.
Планетолог Ванеса Рамирес Гомес из Лейденской обсерватории к выводам коллег относится сдержанно: «Интерпретация атмосферных концентраций требует допущений о химических реакциях, процессах перемешивания и внутреннем устройстве планеты — а для Урана все это пока остается под вопросом».
Возможно великое множество различных сочетаний льда и камня, дающих окись углерода на поверхности, все проверить решительно невозможно, убеждена исследовательница.
«Само по себе это открытие не дает ответа на вопрос, ледяной гигант Уран или каменный», — заключила она.
Ученые усомнились в «ледяной» природе Урана и Нептуна
Планетологи объяснили разницу между внешними кольцами Урана
Подписывайтесь и читайте «Науку» в MAX