Исследование выявило различия в происхождении Урана и Нептуна

Международная группа ученых, в которую вошли специалисты Юго-Западного исследовательского института США (SwRI), пришла к выводу, что Уран и Нептун могли сформироваться из разных резервуаров вещества. Результаты исследования опубликованы в журнале Astronomy & Astrophysics. Планеты долгое время называли близнецами из-за схожих размеров и массы, однако их химический состав указывает на различия в истории формирования.

Ключевым показателем стало соотношение углерода и кислорода. Согласно моделям, глубокая атмосфера Нептуна значительно сильнее обогащена кислородом, чем атмосфера Урана. Это может свидетельствовать о том, что планеты формировались из разных материалов.

Прямые измерения глубоких атмосфер ледяных гигантов невозможны: под видимыми облаками находятся толстые слои вещества, а давление быстро возрастает с глубиной. Поэтому исследователи использовали химические маркеры, в частности концентрацию угарного газа в верхней тропосфере, а также данные наблюдений, включая измерения радиотелескопа ALMA, и модели атмосферной химии.

«Сегодня Уран и Нептун могут казаться близнецами, но их химия говорит нам, что они скорее двоюродные братья с очень разной историей. Их атмосферный состав может быть связан с разными областями протопланетного диска, где формировались планеты. Их сходство — примечательное совпадение», — отметил соавтор исследования доктор Оливье Мусис.

Уран и Нептун сформировались примерно 4,5 млрд лет назад. Новые модели показывают, что строительные блоки Нептуна могли возникнуть ближе к молодому Солнцу, а затем переместиться во внешнюю часть Солнечной системы. Это предполагает, что два внешне похожих мира прошли разными эволюционными путями.

«Химия Нептуна плохо согласуется с идеей, что он сформировался там, где мы видим его сегодня, и черпал материал из того же резервуара, что и Уран. Наши модели предполагают, что его строительные блоки проделали долгий путь. Два внешне похожих мира могли прийти к своим нынешним положению и составу двумя совершенно разными эволюционными путями», — сказал Мусис.

Ледяные гиганты не имеют твердой поверхности, подобной земной. Их внутренние области окружены слоями вещества, содержащего воду, аммиак и метан, а внешний слой более легких газов связан с характерной зеленовато-голубой окраской планет.

Результаты важны и для изучения экзопланет. Планеты, сопоставимые с Ураном и Нептуном по размеру и составу, часто встречаются у других звезд, поэтому ледяные гиганты служат ориентиром для изучения формирования и эволюции планетных систем.