Според ново проучване Уран и Нептун не са изградени от това, което си мислехме

Ново проучване предполага, че ледените гиганти Уран и Нептун не са толкова воднисти, колкото се смяташе досега. Освен това те също могат да съдържат огромни количества замръзнал метан. Това откритие най-вероятно ще разреши загадката за това как са се образували тези ледени светове.

Много тайни за Уран и Нептун са все още неразкрити. Тези ледени гигантски светове са имали само едно посещение – от космическия кораб, Voyager 2, който прелетя покрай тях през 80-те години. В резултат на това изследователите имат бегла представа за състава на ледените гиганти, а именно, че те съдържат значителни количества кислород, въглерод и водород.

За да научат повече за това от какво са изградени Уран и Нептун, астрономите са създали модели, които съответстват на физическите свойства, измерени от Voyager 2 и от наземните телескопи. Много модели предполагат, че планетите имат тънка обвивка от водород и хелий, долен слой от компресирана суперионна вода (именно водата е причина за прякора „ледени светове“) и амоняк и централно скалисто ядро. Някои оценки предполагат, че Уран и Нептун може да имат 50 000 пъти повече вода от всички океани Земят.

Авторите на новото изследване казаха, че тези модели не обръщат внимание на начина, по който са се формирали ледените гиганти. Когато Уран и Нептун са възникнали от облака прах, заобикалящ младото Слънце, те са погълнали обекти, известни като планетезимали. Екипът сподели, че тези планетезимали приличат на комети като 67P/Churyumov-Gerasimenko, които произхождат от пояса на Кайпер (областта с форма на поничка от ледени тела отвъд орбитата на Нептун).

Планетезимали

За разлика от предполагаемите богати на вода ледени гиганти обаче, голяма част от тези планетезимални обекти са богати на въглерод. И така, „как е възможно да се формира леден гигант от бедни на лед строителни блокове?“ каза Ури Маламуд, водещ автор на изследването и планетарен изследовател в Израелския технологичен институт Technion.

За да разрешат този очевиден парадокс, Маламуд и неговите съавтори са изградили стотици хиляди модели на вътрешната структура на Уран и Нептун. Използваният от тях алгоритъм „започва да съвпада с подходящ състав за повърхността на планетата и постепенно си проправя път по-дълбоко към центъра на планетата“. Те са взели предвид няколко химикала, включително желязо, вода и метан – основният компонент на природния газ. След това те са се опитали да определят кой модел най-много прилича на действителните ледени гиганти по характеристики като радиус и маса.

От различните модели, които са изградили, астрономите са установили, че тези с метан отговарят на критериите им, тъй като метанът – или в твърдо, или в течно състояние – образува дебел слой между водородно-хелиевата обвивка и водата. В някои модели метанът представлява 10% от масата на планетата.

Метанът държи ключа към разрешаването на ледения парадокс. Изследователите споделиха, че ледът може да се е образувал, когато водородът в растящите планети е реагирал химически с въглерода в планетезималите, които планетите са погълнали в обема си. Такива реакции се случват при високи температури и свръхвисоко налягане – милиони пъти по-високо от въздушното налягане, което изпитваме на Земята. Това са точните условия, които според изследователите са съществували във формиращите се планети.

Оригиналната публикация можете да намерите тук.