Магнитная загадка Нептуна и Урана решена: чем планеты отличаются от Земли и Юпитера

В конце 80-х годов прошлого века космический аппарат NASA "Вояджер-2" провел исследование самых далеких планет Солнечной системы, Урана и Нептуна, с близкого расстояния. Приборы аппарат обнаружили нечто странное. Оказалось, у двух ледяных гигантов нет дипольного магнитного поля. Но такое магнитное поле есть у Земли, Юпитера и Сатурна. Авторы исследования, опубликованного в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, смогли объяснить такое странное явление, пишет Space.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

После создания планеты плотные горячие материалы, которые находятся возле ее поверхности, остывают и опускают в недра планеты. В то же время более горячие материалы, которые находятся глубоко в недрах планеты, поднимаются. Из-за процесса поднятия и опускания материалов возникает конвекция, которая приводит к смешиванию разных слоев планеты.

Если внутренняя часть планеты содержит жидкий металл или воду и проводит электричество, то конвективный материал создает дипольное магнитное поле. Это как магнит с двумя полюсами. С помощью такого процесса было создано и поддерживается глобальное магнитное поле Земли. Но у Урана и Нептуна нет дипольных магнитных полей.

В течение последних 20 лет ученые объясняли это тем, что разные слои материала внутри ледяных гигантов не могут смешиваться. Это значит, что любое конвективное движение останавливается и не создаются дипольные магнитные поля, как на Земле, Сатурне или Юпитере.

Авторы исследования создали моделирование внутреннего устройства Урана и Нептуна на начальной стадии их существования, куда включили слои из углерода, кислорода, азота и водорода. При этом были воссозданы те давление и температура, которые на планетах существовали миллиарды лет назад. Но это моделирование не показало, какие четко разделенные слои содержат ледяные гиганты.

В другом моделировании ученые использовали те же элементы и обнаружили, что слои данных планет естественным образом образуются по мере нагревания и сжатия атомов. При этом моделирование показало, четкое разделение на слой воды, а также слой из углерода и азота.

Ученые пришли к выводу, что на Уране и Нептуне более тяжелый слой богатый углеродом находится ближе к ядру планеты, а более легкий слой богатый водой – выше. Из-за этого внутри этих планет не происходит конвекция, ведь слои не смешиваются.

Авторы исследования считают, что под атмосферой Урана толщиной более 4800 км находится богатый водой слой толщиной более 8000 км. Ниже находится слой богатый углеводородами также толщиной примерно 8000 км. Он покрывает ядро Урана размером с Меркурий. Диаметр Меркурия 4 880 км, а Урана — 50 724 км.

Хотя Нептун имеет большую массу, чем Уран, этот ледяной гигант немного меньше своего соседа по размеру и у него более токая атмосфера. Ученые считают, что у Нептуна также существует два отдельный слоя с похожим составом и размерами. При этом внутри Нептуна находится ядро размером с Марс, что обеспечивает планете дополнительную массу. Диаметр Марса 6 779 км, а Нептуна — 49 244 км.

Авторы исследования надеются проверить свою теорию с помощью космических аппаратов, которые в будущем будут запущены для изучения Урана и Нептуна.

Как уже писал Фокус, в Землю врезались самые мощные космические лучи в истории и их источник находится где-то рядом. Астрофизики зафиксировали прибытие на нашу планету космических лучей с самой высокой энергией, которая когда-либо наблюдались.

Также Фокус писал о том, что согласно еще одному исследованию, Нептун и Уран, вероятно, нельзя называть ледяными гигантами из-за их необычного состава, который отличается от существующих данных.

Напоминаем, что ученые также смогли решить загадку понижения температуры Урана в течение последних десятилетий, как уже писал Фокус.