Уран и Нептун може да са скални гиганти

Екип изследователи от Университета в Цюрих (UZH) оспорва представите за вътрешността на планетите в Слънчевата система. Съставът на Уран и Нептун, двете най-отдалечени планети, може да са по-скалисти и по-малко ледени, отколкото се смяташе досега.

Планетите в Слънчевата система обикновено се разделят на три категории въз основа на техния състав: четирите земни скалисти планети (Меркурий, Венера, Земя и Марс), следвани от двата газови гиганта (Юпитер и Сатурн) и накрая два ледени гиганта (Уран и Нептун). Според проучването, извършено от научния екип на UZH, Уран и Нептун всъщност може да са по-скоро скалисти, отколкото ледени.

Публикувано в Astronomy & Astrophysics, новото изследване не твърди, че двете сини планети са от единия или другия тип, богати на вода или скали, а по-скоро оспорва тезата, че изобилието на лед е единствената възможност. Тази интерпретация е в съответствие и с откритието, че планетата джудже Плутон е с доминиращ скален състав.

Екипът разработва уникален симулационен процес за вътрешността на Уран и Нептун.

"Класификацията на ледените гиганти е опростена, тъй като Уран и Нептун все още са слабо изучени", обяснява Лука Морф (Luca Morf), докторант в университета в Цюрих и водещ автор на изследването. "Моделите, базирани на физиката, бяха твърде обвързани с предположения, докато емпиричните модели са твърде опростени. Комбинирахме двата подхода, за да получим модели на вътрешността, които са едновременно "агностични" или безпристрастни и въпреки това са физически последователни."

За да направят това, те първо започват със случаен профил на плътността за вътрешността на планетите. След това изчисляват планетарното гравитационно поле, което е в съответствие с наблюдателните данни, и правят извод за възможен състав. Накрая процесът се повтаря, за да се получи най-доброто възможно съвпадение между моделите и наблюдателните данни.

Цяла нова гама от възможности

С новия си агностичен, но напълно физически модел, екипът на Университета в Цюрих открива, че потенциалният вътрешен състав на "ледените гиганти" на нашата Слънчева система изобщо не се ограничава само до лед (обикновено представен от вода).

"Това е нещо, което за първи път предположихме преди близо 15 години, а сега разполагаме с числената рамка, за да го демонстрираме", разкрива Равит Хелед (Ravit Helled), професор в университета в Цюрих и инициатор на проекта. Новият диапазон на вътрешен състав показва, че и двете планети могат да бъдат богати на вода или богати на скали.

Проучването предлага и нови перспективи върху загадъчните магнитни полета на Уран и Нептун. Докато Земята има ясни северен и южен магнитни полюси, магнитните полета на Уран и Нептун са по-сложни, имайки повече от два полюса.

"Нашите модели имат така наречените слоеве "йонна вода", които могат да генерират магнитно динамо на места, обясняващи наблюдаваните недиполярни магнитни полета. Установихме също, че магнитното поле на Уран произхожда по-дълбоко от това на Нептун", обяснява Хелед.

Необходимостта от нови космически мисии

Въпреки че резултатите са обещаващи, остава известна несигурност.

"Един от основните проблеми е, че физиците все още едва разбират как се държат материалите при екзотичните условия на налягане и температура, във вътрешността на планетите. Това може да повлияе на нашите резултати", отбелязва Лука Морф, който планира да разшири моделите в бъдеще.

Въпреки несигурностите, новите резултати също така проправят пътя за нови потенциални сценарии за състава на вътрешния състав, оспорвайки десетилетни предположения и насочвайки бъдещи изследвания в областта на материалознанието върху планетарните условия.

"Както Уран, така и Нептун биха могли да бъдат скални гиганти или ледени гиганти, в зависимост от предположенията на модела. Настоящите данни в момента са недостатъчни, за да се разграничат двете и затова се нуждаем от специални мисии към Уран и Нептун, които могат да разкрият истинската им природа", заключава Хелед.

Справка: Luca Morf et al, Icy or rocky? Convective or stable? New interior models of Uranus and Neptune, Astronomy & Astrophysics (2025). DOI: 10.1051/0004-6361/202556911

Източник: Uranus and Neptune might be rock giants, University of Zurich

Още по темата

28/03/2025

Космос

За първи път се виждат призрачните полярни сияния на Нептун - и те по нищо не приличат на земните

05/01/2024

Космос

Нептун не е толкова син, колкото си мислехме

21/08/2023

Космос

Облаците на Нептун следват единадесетгодишния слънчев цикъл (видео)

03/04/2023

Космос

Редки червени астероиди около Нептун може да разкрият тайните на ранната Слънчева система