Астрономи давно вважають, що крижані гіганти Уран і Нептун багаті на замерзлу воду. Але згідно з новим дослідженням вони можуть містити тонни метанового льоду. Результати дослідження опубліковано на сайті препринтів arXiv.
Багато що про Уран і Нептун залишається невідомим. Їх відвідував тільки “Вояджер-2”. Тому раніше астрономи розробили моделі, що відповідають фізичним властивостям, які зібрав зонд і наземні телескопи. Згідно з теорією, у планет є тонка оболонка з водню та гелію; базовий шар стиснутої, суперіонної води та аміаку; а також центральне кам’янисте ядро. Вважалося, на Урані та Нептуні в 50 000 разів більше води, ніж в океанах Землі.
Але автори нового дослідження кажуть, що ці моделі ігнорують те, як сформувалися крижані гіганти. Коли Уран і Нептун з’явилися з пилової хмари, що оточувала молоде Сонце, вони поглинали або акрементували планетезималі. Вони нагадують такі сучасні комети, як 67P/Чурюмова – Герасименко з поясу Койпера. Це область крижаних тіл за орбітою Нептуна.
Однак, на відміну від імовірно багатих водою крижаних гігантів, більша частина цих планетезимальних об’єктів багата вуглецем. “Як могли сформуватися крижані гіганти з багатих льодом будівельних блоків?”, – ставить собі питання Урі Маламуд, провідний автор дослідження і вчений-планетолог з Ізраїльського технологічного інституту.
Щоб вирішити цей очевидний парадокс, Маламуд і його співавтори побудували сотні тисяч моделей інтер’єрів Урана і Нептуна. Потім вони спробували визначити, яка модель підходить найбільше.
Вони дійшли висновку, що якраз метан – ключ до розгадки “крижаного парадокса”. За словами вчених, лід міг утворитися, коли водень на планетах, які набирали масу, вступав у хімічну реакцію з вуглецем у планетезималях. Такі процеси відбуваються за високих температур і тиску. Вчені вважають, що саме такі умови існували в ранній історії Урана і Нептуна. Крім того, згідно з деякими новими моделями, в крижаних планетах може зберігатися до 10% метану, а не води.
Поки що це відкриття залишається лише теорією, яку потрібно ще довести. Тільки орбітальна місія може підтвердити висновки вчених.