Традиционно две самые удаленные планеты Солнечной системы, Уран и Нептун, считаются классическими ледяными гигантами. Согласно общепринятой модели, под их водородно-гелиевой атмосферой скрывается мантия, состоящая преимущественно из воды, аммиака и метана в экзотических формах, существующих при огромных давлениях.

Однако новое исследование, опубликованное на сайте arXiv и принятое к публикации в The Astrophysical Journal, предлагает новый взгляд на внутреннее строение этих тел. По расчетам авторов работы, под атмосферой Урана и Нептуна может находиться вовсе не ледяная мантия, а гигантский океан расплавленной силикатной магмы.

Несмотря на то, что Уран и Нептун являются крупнейшими планетами Солнечной системы после Юпитера и Сатурна, они до сих пор очень плохо изучены. Единственным аппаратом, посетившим обе планеты, остается «Вояджер-2», пролетевший мимо Урана в 1986 году и около Нептуна спустя три года. С тех пор все наши представления об их внутреннем строении строятся исключительно на теоретических моделях.

В то же время, классическая модель этих тел имеет много нестыковок. Она неплохо объясняет химический состав атмосфер, однако гораздо хуже справляется с особенностями магнитных полей обеих планет и механизмами переноса тепла из их недр.

Ученые из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе составили серию компьютерных моделей внутреннего строения Урана и Нептуна, чтобы выяснить, способны ли альтернативные сценарии лучше воспроизвести данных фактических наблюдений. Наиболее успешной оказалась модель, в которой привычная «ледяная» мантия отсутствует. Вместо нее под атмосферой располагается переходный слой, содержащий водород, гелий, кислород, магний и монооксид кремния, а еще глубже находится огромный океан расплавленных силикатов с примесью железа и водорода. Именно эта магматическая область, по мнению авторов работы, может определять особенности теплового режима и необычных магнитных полей обеих планет.

Если эта гипотеза подтвердится, последствия будут иметь значение и далеко за пределами Солнечной системы. Сегодня самым распространенным типом известных экзопланет являются так называемые субнептуны – объекты с радиусом до 4,5 радиусов Земли. Их происхождение и внутреннее строение остаются плохо изученными, поскольку аналогов таких планет в нашей системе нет.

Американские ученые предполагают, что Уран и Нептун по своему внутреннему устройству могут оказаться гораздо ближе к субнептунам, чем считалось ранее. Если это так, астрономы смогут экстраполировать данные наблюдений двух внешних планет Солнечной системы на наиболее распространенный класс экзопланет в Галактике.

Впрочем, сами ученые подчеркивают, что их модель не является окончательным решением. Она лишь представляет собой одну из нескольких возможных схем внутреннего строения. Проверить эту гипотезу пока невозможно. За последние почти сорок лет ни одна новая автоматическая станция не была запущена к ледяным гигантам, и ни одна миссия сейчас не находится в разработке.

• Вперёд >