Nová štúdia naznačuje, že Urán a Neptún nie sú vyrobené z toho, čo sme si mysleli

Astronómovia dlho verili, že ľadoví obri Urán a Neptún sú bohatí na zamrznutú vodu. Nová štúdia však naznačuje, že môže obsahovať aj tony metánového ľadu.

Zistenia by mohli pomôcť vyriešiť záhadu, ako tieto ľadové svety vznikli.

veľa o Urán A Neptún To je stále neznáme. Tieto obrie ľadové svety mali iba jedného návštevníka, kozmickú loď Voyager 2, ktorá okolo nich preletela v 80. rokoch. Výsledkom je, že vedci majú len hmlistú predstavu o zložení ľadových obrov – napríklad, že obsahujú veľké množstvo kyslíka, uhlíka a vodíka.

Aby sa astronómovia dozvedeli viac o zložení Uránu a Neptúna, vytvorili modely, ktoré zodpovedajú fyzikálnym vlastnostiam meraným sondou Voyager 2 a pozemnými teleskopmi. Mnohé modely predpokladajú, že planéty obsahujú tenké obaly vodíka a hélia; Základná vrstva superionizovanej tlakovej vody amoniak; A centrálne skalnaté jadro. (Voda im dáva označenie „ľadový gigant“.) Niektoré odhady naznačujú, že Urán a Neptún môžu mať 50 000-násobok množstva vody V oceánoch Zeme.

Autori novej štúdie však tvrdia, že tieto modely ignorujú spôsob vzniku ľadových obrov. Keď sa Urán a Neptún spojili z oblaku prachu obklopujúceho mladé slnko, pohltili alebo nahromadili objekty nazývané planetesimály. Tím hovorí, že tieto planetesimály sa podobajú súčasným kométam, ako je 67P/Churyumov-Gerasimenko, ktoré pochádzajú z Kuiperovho pásu, oblasti ľadových telies v tvare šišky mimo obežnej dráhy Neptúna.

Súvisiace: Kde končí slnečná sústava?

Urán môže byť plný mäkkého metánu, ale to môže potvrdiť iba orbitálna misia. (Obrázkový kredit: NASA)

Na rozdiel od ľadových obrov, o ktorých sa predpokladá, že sú bohaté na vodu, významná časť týchto telies podobných planetezimám je bohatá na vodu. uhlíka. Takže „ako môže vzniknúť ľadový gigant zo stavebných blokov chudobných na ľad?“ Povedal Uri Malamudhlavný autor štúdie a planetárny vedec na Technion-Israel Institute of Technology.

Aby vyriešil tento zjavný paradox, Malamud a jeho kolegovia postavili státisíce modelov interiérov Uránu a Neptúna. Algoritmus, ktorý použili, „začína prispôsobením vhodného zloženia povrchu planéty a postupne sa dostáva do centrálneho bodu planéty.“ Za hlavné zložky zemného plynu považovali niekoľko chemikálií vrátane železa, vody a metánu. Potom sa pokúsili určiť, ktorý model sa najviac podobá skutočným ľadovým obrom v takých vlastnostiach, ako je polomer a hmotnosť.

Medzi rôznymi modelmi, ktoré postavili, astronómovia zistili, že tie, ktoré obsahujú metán, vyhovujú ich kritériám, kde metán – buď v pevných kúskoch alebo pod tlakom v mäkkom stave – tvorí hrubú vrstvu medzi plášťom vodíka a hélia a vodnou vrstvou. V niektorých modeloch tvorí metán 10 % hmotnosti planéty.

Tím zverejnil svoje výsledky, ktoré ešte neboli recenzované, na predtlačovom serveri arXiv v marci.

Tento metán je kľúčom k vyriešeniu ľadového paradoxu. Vedci uviedli, že ľad mohol vzniknúť, keď vodík na rastúcich planétach chemicky reagoval s uhlíkom na mladých planétach, ktoré sa nahromadili na planétach. K takýmto reakciám dochádza pri extrémne vysokých teplotách a extrémne vysokých tlakoch, ktoré sú miliónkrát väčšie ako tlak vzduchu, aký zažívame na Zemi. Toto sú presné podmienky, o ktorých vedci veria, že existovali na rozvojových planétach.

Malamud povedal, že zistenia by mohli poskytnúť lepší pohľad na tieto zle pochopené planéty, hoci overiť, či sú skutočne bohaté na metán, bude ťažké. To bude cieľom jedného z viacerých cieľov Navrhované misie Od NASA a iných vesmírnych agentúr, ktorých cieľom je preskúmať Urán.