Таинственные недра Урана и Нептуна: Как ученые раскрывают секреты ледяных гигантов

Современные исследования экзопланет выявили множество уникальных категорий, таких как «горячие юпитеры» и «суперземли». Однако в нашей Солнечной системе встречаются лишь ледяные гиганты — Уран и Нептун. Эти загадочные миры, сформировавшиеся в холодных глубинах космоса, насыщены водой и летучими веществами, отличаясь от массивных газовых гигантов, как Юпитер.

Среди множества загадок этих планет особенно выделяются их необычные магнитные поля. Когда «Вояджер-2» пролетел мимо Урана и Нептуна в 1980-х годах, ученые обнаружили, что их магнитные поля нестабильны и хаотичны, что отличает их от мощного дипольного поля Земли.

Загадка внутренней структуры

Глубинные слои планет образуются под воздействием гравитации. На Земле это привело к созданию металлического ядра и конвективной зоны, формирующей наше магнитное поле. Уран и Нептун, вероятно, также имеют ядра из тяжелых металлов, однако их магнитные поля остаются слабыми и нестабильными.

Существует гипотеза, что внутренние слои этих планет не перемешиваются, что препятствует образованию сильного магнитного поля. Ключ к разгадке — в особенностях конвекции. Однако экстремальные условия в недрах газовых гигантов невозможно воссоздать в лаборатории, что затрудняет изучение этих процессов.

Мощь вычислений и моделирования

Недавнее исследование использовало передовые компьютерные модели, чтобы рассмотреть взаимодействие молекул воды, метана и аммиака. Оказалось, что вещества в недрах Урана и Нептуна разделяются на слои из-за вытеснения водорода. Это препятствует конвекции и, как следствие, образованию мощного дипольного магнитного поля.

По данным моделирования, Уран имеет каменное ядро размером с Меркурий, а Нептун — с Марс. Без дальнейших миссий, таких как предстоящая экспедиция на Уран, подтверждение этих выводов остаётся делом будущего.