Уран и Нептун, самые далёкие планеты Солнечной системы, традиционно классифицируются как ледяные гиганты. Однако новое исследование учёных из Цюрихского университета (University of Zurich) предполагает, что их внутреннее строение может быть более сложным и содержать значительно больше плотных пород, чем считалось ранее.

Авторы работы разработали модель, которая сочетает в себе физические принципы и эмпирические данные, чтобы создать более точное представление о внутреннем строении Урана и Нептуна. «Классификация "ледяной гигант" слишком упрощена, поскольку Уран и Нептун до сих пор изучены недостаточно хорошо, – объясняет Лука Морф (Luca Morf), ведущий автор исследования. – Модели, основанные на физике, содержат слишком много предположений, а эмпирические модели – слишком упрощены. Мы объединили оба подхода, чтобы получить модели внутреннего строения, которые были бы одновременно "агностическими", то есть непредвзятыми, и физически согласованными».

Используя эту модель, учёные обнаружили, что внутренний состав Урана и Нептуна может варьироваться в гораздо более широком диапазоне, чем предполагалось ранее. Они могут быть как богатыми водой, так и богатыми горными породами. «Это то, что мы впервые предположили почти 15 лет назад, и теперь у нас есть численный метод, чтобы это продемонстрировать», – говорит Равит Хеллед (Ravit Helled), профессор Цюрихского университета и инициатор проекта.

Работа также позволяет по-новому взглянуть на необычные магнитные поля Урана и Нептуна. В отличие от Земли, у которой есть чёткие северный и южный магнитные полюса, магнитные поля этих планет имеют более сложную структуру с несколькими полюсами. Модели учёных показывают, что внутри Урана и Нептуна могут существовать слои, которые генерируют «магнитные динамо-машины» в регионах, объясняющих наблюдаемые недипольные магнитные поля. Также было обнаружено, что магнитное поле Урана возникает глубже, чем у Нептуна.

Несмотря на многообещающие результаты, авторы признают, что в исследовании остаются неопределённости. «Одна из главных проблем заключается в том, что физики до сих пор плохо понимают, как ведут себя материалы в экзотических условиях давления и температуры, которые существуют в ядре планеты. Это может повлиять на наши результаты», – говорит Лука Морф.

Полученные результаты могут привести к пересмотру устоявшихся представлений о внутреннем строении Урана и Нептуна и указывают на необходимость дальнейших исследований. Авторы работы считают, что для более точного определения состава этих планет необходимы новые космические миссии.

«И Уран, и Нептун могут быть как каменными, так и ледяными гигантами. Имеющихся в настоящее время данных недостаточно, чтобы чётко разграничить эти два сценария, поэтому нам нужны миссии к Урану и Нептуну, которые могли бы раскрыть их истинную природу», – заключает Равит Хеллед.