Традиционно солнечная система делится на группы по составу: четыре каменистые планеты (Меркурий, Венера, Земля и Марс), два газовых гиганта (Юпитер и Сатурн) и два ледяных гиганта (Уран и Нептун). Однако новое исследование указывает на возможность того, что Уран и Нептун могут иметь гораздо более каменистую структуру, чем считалось ранее.
Исследование не утверждает, что эти планеты обязательно изобилуют камнями или водой. Скорее, оно подчеркивает, что существующее представление о ледяном ядре как единственной возможной модели не является окончательным. Эта интерпретация также согласуется с выводами о карликовой планете Плутон, которая в основном состоит из каменистых материалов.
Для анализа внутреннего строения Урана и Нептуна ученые применили уникальную методику моделирования. «Классификация ледяных гигантов слишком упрощена, так как Уран и Нептун до сих пор недостаточно изучены», - отметил аспирант Цюрихского университета и ведущий автор исследования Лука Морф.
Процесс моделирования включает случайную генерацию профиля плотности для каждой планеты. Затем команда на основе этого профиля определяет гравитационное поле, соответствующее наблюдаемым данным, и использует его для вывода о возможном составе. Этот цикл повторяется, пока модель не станет максимально точной в соответствии с имеющимися данными.
Применяя непредвзятый и физически обоснованный подход, исследователи пришли к выводу, что внутреннее строение ледяных гигантов не ограничивается только льдом, обычно воспринимаемым как вода. «Мы начали выдвигать эту гипотезу почти 15 лет назад, и теперь у нас есть численные данные для ее подтверждения», - добавил профессор Цюрихского университета и инициатор проекта Равит Хеллед. Результаты показывают, что каждая из планет может иметь как водяные, так и каменистые слои.
Также новые данные дают более глубокое понимание магнитных полей Урана и Нептуна. В отличие от магнитного поля Земли, которое имеет два четко выраженных полюса, магнитные поля этих планет более сложны и многополярны. Хеллед отметил, что в моделях присутствуют слои «ионной воды», которые создают магнитные динамо-эффекты, объясняющие наблюдаемые аномалии в магнитных полях. Кроме того, выяснилось, что магнитное поле Урана может иметь более глубокий источник, чем у Нептуна.
Несмотря на новые интерпретации, остаются и неопределенности. «Одной из основных проблем является то, что физики пока не до конца понимают, как ведут себя материалы при экзотических температурах и давлениях, наблюдаемых в ядре планет, что может повлиять на наши выводы», - подчеркнул Морф.
Полученные результаты открывают новые возможности для понимания внутреннего строения планет, ставя под сомнение давние предположения и подчеркивая важные аспекты в материаловедении в условиях планетарной среды. «Уран и Нептун могут быть как каменистыми, так и ледяными гигантами, в зависимости от моделей, которые мы используем. На данный момент данных недостаточно для их различия, что подчеркивает необходимость специальных миссий к этим планетам для раскрытия их истинной сущности», - заключил Равит Хеллед.
