Новости / Внеземное / Выдвинута новая теория строения Урана и Нептуна
24.01.2025
Выдвинута новая теория строения Урана и Нептуна
Строение Урана и Нептуна по сей день неизвестно.
В конце 1980 гг. миссией Voyager 2 было установлено отсутствие у них глобального магнитного поля. Отмечено только неорганизованное его проявление.
Магнитное поле создается конвекцией. Данный процесс состоит в подъеме нагретого материала из недр и опускании его после остывания у поверхности. Если внутренняя часть планеты обладает свойством электропроводности, конвективный материал генерирует дипольное магнитное поле. Так, на Земле оно обусловлено жидким внешним железным ядром.
Следовательно, у Урана и Нептуна конвекция отсутствует. Это можно объяснить тем, что недра сложены несмешиваемыми слоями. Отмеченное неорганизованное магнитное поле планет может быть связано с конвекцией в одном из слоев. Подобные гипотезы были выдвинуты после открытия, однако не удавалось предположить состав слоев.
Палеонтолог Калифорнийского университета в Беркли на протяжении 10 лет также пытался определить это с использованием моделирования. Изначально он работал со 100 атомами углерода, кислорода, азота и водорода, отражающими элементный состав ранней Солнечной системы, при свойственных для недр планет показателях температуры и давления: 4750 K и 3,4 млн атм.
В новом исследовании в 2023 г. он использовал 540 атомов, и моделирование проявило образование слоев при их нагреве и сжатии.
Ученый считает, что под плотными водородно-гелиевыми атмосферами планет находятся водные океаны, которые подстилает жидкость углеродно-азотно-водородного состава. Моделирование свидетельствует о несмешиваемости этих слоев ввиду разделения воды, метана и аммиака при температурах и давлениях, свойственных недрам планет. Таким образом, водород находится на поверхности, а большую часть недр слагают метан и аммиак.
Данная теория объясняет отсутствие глобального магнитного поля у рассматриваемых планет. Ученый полагает, что конвекция проявляется в поверхностном насыщенном водой слое.
К тому же моделирование гравитационных полей совпало с данными Voyager 2.
Исследователь полагает, что Уран имеет атмосферу мощностью 5 тыс. км. Под ней находится водородный слой в 8 тыс. км, подстилаемый углеводородным слоем такой же толщины. Каменное ядро близко по размеру к Меркурию.
Нептун при меньшем диаметре обладает большей плотностью. Поэтому ученый считает, что у него тоньше атмосфера, но такие же внутренние слои, а ядро больше, примерно с Марс.
Исходя из того, что субнептуновые планеты, к которым принадлежат Уран и Нептун, относятся к наиболее распространенным типам экзопланет, ученые предполагают, что последние могут иметь аналогичное строение при близком составе.
В дальнейшем исследователь рассчитывает наладить сотрудничество для проверки полученных результатов путем лабораторных экспериментов по поведению упомянутых веществ в условиях высоких давлений и температур.
К тому же он отметил, что новую теорию можно проверить в рамках предстоящей миссии НАСА к Урану с использованием доплеровского визуализатора для измерения вибраций планеты, т. к. конвективные и слоистые планеты должны отличаться частотами вибраций. На расчете планетарных вибраций ученый планирует сосредоточить следующую работу.
Особенности поверхности нейтронных звезд почти неизвестны. Ученые предполагают, что для обнаружения потенциальных неровностей, которые могут возникать вследствие неоднородности материала, подойдут детекторы гравитационных волн, благодаря высокой чувствительности. »»»
Путем лабораторных экспериментов ученые установили, что овраги на поверхности Весты созданы потоками рассолов глубиной от нескольких до нескольких десятков м, образовавшимися от таяния льда под влиянием нагрева от астероидного удара и растворения им соли, а не сухими обломочными потоками, как предполагает ранняя гипотеза. »»»
Путем моделирования ученые выяснили, что образование Харона произошло механизмом «захвата и слияния», существенно отличающимся от традиционных моделей формирования спутников, включая Луну. При этом объекты почти не изменились, но на Плутоне возник подповерхностный океан. »»»
Считается, что геологические процессы на Луне прекратились 3-2,5 млрд. лет назад. Однако недавно на обратной стороне было обнаружено множество небольших хребтов, возраст которых оценен в 160-200 млн лет. Они могут быть связаны со сжатием спутника при охлаждении, приливным влиянием Земли или сейсмической активностью. »»»
В начале тысячелетия была выдвинута гипотеза о привнесении воды на Землю со льдом и минералами комет на основе аналогичных изотопных соотношений водорода в их воде и земной. В 2014 г. по результатам изучения 67P миссией Rosetta эта гипотеза была опровергнута на основе значительно большей концентрации дейтерия в материале кометы относительно земной воды. Путем статистической обработки данных ученые выяснили, что эти результаты могут быть некорректными. »»»
На основе моделирования ученые установили, что марсианские спутники Фобос и Деймос являются продуктами объединения обломков крупного астероида, разрушенного гравитационными эффектами планеты. »»»
На основе анализа данных наблюдений ученые выяснили, что им соответствуют 2 версии внешнего строения TRAPPIST-1 b: ультраметаморфический состав поверхности и насыщенная углекислым газом атмосфера, содержащая дымку. Более сложная вторая версия считается менее вероятной, однако для более достоверных выводов требуется углубленное изучение. »»»
На основе анализа состава атмосферы ученые опровергли гипотезу о благоприятных условиях для жизни на Венере в прошлом. Результаты свидетельствуют о том, что текущие экстремальные условия наблюдались на планете на протяжении всей ее истории. »»»