Новое видение: ученые предлагают альтернативное строение Урана и Нептуна

Фото: Unsplas

Ученые из Калифорнийского университета в Беркли представили захватывающую гипотезу о внутреннем строении Урана и Нептуна, ледяных гигантов нашей Солнечной системы. В исследовании, опубликованном в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), предлагается, что внутренности этих планет состоят из несмешиваемых слоев, наподобие отделения нефти и воды.

Прежние теории и их ограничения

В последние десятилетия астрономы изучали состав Урана и Нептуна, но многие теории о их внутренних слоях имели значительные недостатки. Ранее считалось, что эти планеты имеют однородную структуру, что затрудняло понимание процессов, происходящих в их недрах. Новое исследование предлагает альтернативный взгляд, отмечая, что под водородно-гелиевыми атмосферными слоями скрывается глубокий океан, состоящий из воды, а ниже располагается слой сильно сжатой жидкости, содержащий углерод, азот и водород.

Новая гипотеза

Исследование предполагает, что высокое давление и температура в недрах Урана и Нептуна способствуют образованию четких границ между слоями. Водород отделяется от метана и аммиака, создавая структуру, в которой океан из воды и сжатая жидкость не смешиваются. Это открытие кардинально меняет наше представление о внутреннем устройстве этих планет и может иметь далеко идущие последствия для изучения других ледяных гигантов.

Методология исследования

Чтобы проверить свою гипотезу, ученые применили компьютерное моделирование, которое позволило им исследовать поведение атомов в условиях, характерных для недр планет. Для этого исследования было смоделировано более 500 атомов с учётом пропорций углерода, кислорода, азота и водорода. Моделирование проводилось при давлении, в 3,4 миллиона раз превышающем земное, и температуре около 4750 кельвинов. Эти экстремальные условия ранее не могли быть точно воспроизведены из-за ограничений вычислительных ресурсов.

Результаты моделирования

Результаты компьютерного моделирования подтвердили новую гипотезу о слоистом строении Урана и Нептуна. Ученые на основе полученных данных могут теперь лучше понять разделение веществ в условиях высоких давлений и температур.

Научные и практические последствия

Это открытие может изменить наше понимание не только Урана и Нептуна, но и других планет, как в нашей Солнечной системе, так и вне её. Новая гипотеза может служить основой для следующих исследований и дать ключ к углублению знаний о механизмах формирования планетных систем.