Gadu desmitiem skolā esam mācījušies, ka Saules sistēmā ir Četras akmeņainas planētas, divi gāzes giganti un divi ledus gigantiŠāda veida planētu “ABC” šķita nemainīga, taču nesen veikts pētījums, ko veica komanda no Cīrihes Universitāte Tas apšauba šīs klasiskās klasifikācijas galveno daļu.
Jaunais pētījums liecina, ka Urāns un Neptūns varētu slēpt daudz akmeņaināku iekšpusi, nekā iepriekš tika pieņemts.līdz brīdim, kad nav tik skaidrs, vai tie arī turpmāk bez niansēm būtu jākategorizē kā ledus giganti. Runa nav par šo pasauļu pēkšņu pārdēvēšanu, bet gan par durvju atvēršanu plašākai tipoloģijai, kurā iežiem ir nozīmīgāka loma.
Modelis, kas apstrīd "ledus giganta" apzīmējumu
Tradicionāli Saules sistēma ir sadalīta Zemes grupas planētas (Merkurs, Venera, Zeme un Marss), gāzes giganti (Jupiters un Saturns) un ledus giganti (Urāns un Neptūns)Šajā shēmā divas zilganās pasaules ārpusē tika definētas ar iekšpusi, kurā dominēja ūdens ledus, amonjaks un metāns, ko ieskauj gāzveida slāņi.
Tomēr jaunajā pētījumā, kas publicēts žurnālā Astronomija un astrofizika apgalvo, ka pieejamie dati pieļauj citu interpretāciju: Nevar izslēgt, ka Urāns un Neptūns patiesībā ir daudz bagātāki ar akmeņiem. nekā prognozēja standarta modeļi. Galvenais nav tas, ka tie obligāti ir akmeņaini, bet gan tas, ka "ar ledu bagātais" scenārijs vairs nav vienīgais risinājums, kas ir saderīgs ar novērojumiem.
Šī atkārtotā interpretācija ir saistīta ar citu rezultātu, kas pēdējos gados ir izraisījis plašas diskusijas: Plutons, pundurplanēta Kuipera joslāŠķiet, ka tas pārsvarā ir akmeņains.No tā laika, kad to uzskatīja par gandrīz vai apledojušu bloku Saules sistēmas nomalē, tagad mēs redzam, ka tā iekšpuse ir sarežģītāka un, galvenais, mazāk "apledojusi", nekā tika uzskatīts iepriekš. Tas liek domāt, ka, iespējams, Mēs esam pārvērtējuši ledus lomu dažos tālos ķermeņos.
Jauna metodoloģija vecām mīklām
Līdz šim daudzi aprēķini par šo planētu struktūru tika iegūti no fizikālie modeļi ar daudziem sākotnējiem pieņēmumiem (piemēram, kāda ledus, iežu un gāzes proporcija ir “paredzama”) vai empīriski modeļi, kas ir tik vienkāršoti, ka tie nespēj aptvert visu iespējamo sarežģītību. Cīrihes komanda ir mēģinājusi izvairīties no abām galējībām, izmantojot hibrīda pieeju.
Viņu priekšlikums ietver interjera "agnostiskais modelis" Urāna un Neptūna. Praksē process sākas ar nejauša blīvuma profila ģenerēšanu katrai planētai; tas ir, provizorisks sadalījums par to, kā blīvums mainās no kodola līdz ārējiem slāņiem. No šī profila viņi aprēķina gravitācijas lauks, kas jārada.
Šo gravitācijas lauku salīdzina ar faktiskie mērījumi, kas iegūti kosmosa misijās un novērojumos no ZemesJa tas neatbilst, profils tiek atmests un tiek izmēģināts cits. Šis process, kas tiek atkārtots atkal un atkal, pielāgo modeli, līdz tiek atrasts iekšējo konfigurāciju kopums, kas atbilst visam novērotajam.
Tādējādi, tā vietā, lai sāktu ar ideju, ka tie ir ledus giganti, un pielāgotu aprēķinus, pētnieki Viņi ļauj datiem "filtrēt", kuri sastāvi ir ticami.Rezultāts nav viens iespējams interjers, bet gan virkne scenāriju, kas ir saderīgi ar pieejamajiem novērojumiem.
Šajā diapazonā parādās konfigurācijas, kurās Iežu slāņiem ir ļoti ievērojams svarstik ļoti, ka Urānu un Neptūnu pamatoti var raksturot kā "klinšu milžus" vai vismaz kā jauktas pasaules, kur ieži konkurē ar ledu par ievērojamību.
Aiz ledus: iespējamie Urāna un Neptūna interjeri
Publicētie rezultāti liecina, ka, izmantojot jauno modeli, Šo planētu iekšpusē nav obligāti jādominē ledum.Iežu, ūdens un citu savienojumu kombinācijas var radīt tādu pašu gravitācijas lauku, kādu novēro no zondēm un teleskopiem.
Dažos no scenārijiem, kas vislabāk atbilst, Kodola un starpslāņi ir daudz blīvāki. nekā varētu sagaidīt no planētas, uz kuras dominē ūdens ledus. Tas norāda uz lielāku akmeņaina materiāla daļu, kas atbilst citu ārējās Saules sistēmas ķermeņu, piemēram, iepriekšminētā Plutona, sastāvam.
Pieņemamo modeļu klāsts ietver abus ar ūdeni bagātas struktūras, piemēram, iekštelpas, kur ieži nes lielu daļu svaraTā vietā, lai izvēlētos vienu no divām iespējām, rakstā uzstāj, ka pašreizējie dati ir saderīgi ar abām galējībām un pat ar starpposma risinājumiem.
Šī plašākā perspektīva liek mums pārskatīt dažus klasiskus pieņēmumus. Ja Urāns un Neptūns nav obligāti milzīgas ledainas bumbas, Robeža starp gāzes milžiem, ledus milžiem un iespējamiem klinšu milžiem kļūst izkliedētāka. Tam ir ietekme ne tikai uz mūsu pašu sistēmu, bet arī uz veids, kā mēs klasificējam planētas ap citām zvaigznēm.
Eiropas planetārzinātņu kopienā, kur tiek definētas nākotnes izpētes misijas, Šādi rezultāti veicina debates par to, kurām pasaulēm jāpiešķir prioritāte. nākamās paaudzes zondēs no ESA un citām aģentūrām.
Tās magnētisko lauku mīkla
Viens no spilgtākajiem Urāna un Neptūna aspektiem ir to ārkārtīgi īpatnējs magnētiskais lauksKamēr Zemei ir divi precīzi definēti magnētiskie poli, šīm planētām ir haotiskākas magnētiskās struktūras ar vairākiem poliem un ģeometrijām, kas ir tālu no vienkārša dipola.
Jaunais modelis risina arī šo noslēpumu, iekļaujot iekšpusē "jonu ūdens" slāņi, kas spēj ģenerēt magnētiskās dinamomasEkstremālos spiediena un temperatūras apstākļos ūdens uzvedas kā vadošs šķidrums, ļaujot rasties elektriskajām strāvām, kas darbina magnētisko lauku.
Pēc autoru domām, Šo jonu ūdens slāņu atrašanās vieta un biezums izskaidro nedipolāros magnētiskos laukus. kas ir novēroti. Turklāt aprēķini liecina, ka Urāna magnētiskais lauks var rasties lielākā dziļumā nekā Neptūna magnētiskais lauks., kas ievieš vēl vienu interesantu strukturālu atšķirību starp abiem milžiem.
Šāda veida rezultāts ir būtisks planētu fizikai kopumā. Ja mēs varam saprast, kā Eksotiski šķidrumi rada sarežģītus magnētiskos laukus Uz tālām planētām mēs varēsim labāk interpretēt citās planētu sistēmās atklātos magnētiskos signālus un pielāgot astrofizikā izmantotos modeļus.
Eiropai un Spānijai, kurām ir vadošās grupas augsta spiediena skaitliskajā un fizikālajā modelēšanā, šie izaicinājumi paver jaunas iespējas jaunas sadarbības iespējas misijās un simulācijas projektos, kur dati no Urāna un Neptūna tiek apvienoti ar laboratorijas eksperimentiem un superdatoriem.
Pašreizējo zināšanu robežas
Neskatoties uz secinājumu ierosinošo raksturu, paši autori to uzsver Joprojām pastāv lielas neskaidrībasViena no galvenajām problēmām ir materiālu fizika zem ekstremāli apstākļi planētas iekšienē — milzīgs spiediens un ļoti augsta temperatūra — joprojām nav detalizēti zināma.
Ūdens, iežu un citu savienojumu maisījumu īpašības šajos režīmos bieži vien balstās uz teorētiskās ekstrapolācijas un ierobežoti eksperimentiJebkuras kļūdas šajās aplēsēs var iekļūt planētas globālajos modeļos un mainīt dzīvotspējīgo iežu un ledus proporcijas.
Tāpēc zinātnieki uzstāj, ka Vēl nevar apgalvot, ka Urāns un Neptūns noteikti ir klinšu giganti. Tāpat nevajadzētu atmest arī viņu veco klasifikāciju. Šķiet skaidrs, ka "ledus gigantu" kategorija vairs nav jāuzskata par vienīgo iespējamo attēlu.
Vienlaikus pētījums kalpo, lai ilustrētu vispārīgāku zinātnes aspektu: Dažreiz vieni un tie paši dati vienlaikus apstiprina vairākas hipotēzesTaču mēs esam apstājušies pie tā, kas vislabāk atbilst mūsu sākotnējām idejām. Šajā gadījumā, pieņemot, ka šīs planētas galvenokārt ir ledaini veidotas, varētu būt nepamanītas citas ticamas kombinācijas.
Šāda veida pārskatīšana ir izplatīta astronomijā. Tāpat kā tas notika, kad Plutons vairs netiek uzskatīts par klasisku planētuEtiķešu izmaiņas atbilst uzlabotai izpratnei par objektiem un nepieciešamībai, lai kategorijas atspoguļotu to, ko mēs patiesībā zinām, nevis tikai tradīcijas.
Ņemot vērā visu iepriekš minēto, pētnieki pieprasa Kosmosa misijas, kas īpaši veltītas Urānam un NeptūnamIepriekšējās vizītes ļāva mums izmērīt dažus galvenos parametrus, taču ir nepieciešami orbitālie aparāti un zondes, kas spēj detalizēti pētīt to gravitācijas un magnētiskos laukus un atmosfēru.
Šāda veida misija, iespējams, ietvaros Eiropas Kosmosa aģentūra (EKA) sadarbībā ar citām aģentūrām tā varētu sniegt savu ieguldījumu Precīzi dati, kas trūkst, lai izlemtu, vai šīs pasaules ir ledus giganti, akmeņainas pasaules vai kaut kas pa vidu.Eiropas zinātnieku aprindām tā būtu arī stratēģiska iespēja, līdzīga uzmanībai, kas tika pievērsta Jupiteram un tā pavadoņiem JUICE misijā.
Jaunās simulācijas vēl neprasa mācību grāmatu pārrakstīšanu, taču tās skaidri norāda, ka Urāns un Neptūns ir ievērojami mazāk vienkārši, nekā tika uzskatīts iepriekš.Iespēja, ka tie lielākoties ir akmeņaini giganti vai vismaz jauktas planētas, kur ieži konkurē ar ledu, no jauna atver debates par Saules sistēmas arhitektūru un pastiprina domu, ka mūsu pašu kosmiskajā apkārtnē vēl ir daudz ko atklāt.
