Одна форма, чтобы описать их всех — ну, во всяком случае, ледяных гигантов.

Когда дело доходит до космических миссий, основное внимание уделяется планетам, близким к Земле, а те, что находятся далеко, остаются в стороне. Но это вот-вот изменится с миссией, посвященной Урану, запланированной на 2030-е годы. Ученые говорят, что это путешествие поможет им понять атмосферу Урана и Нептуна, двух ледяных гигантов в нашей Солнечной системе — двух холодных газовых гигантов, состоящих в основном из элементов тяжелее водорода и гелия. Теперь Патрик Ирвин из Оксфордского университета, Великобритания, и его коллеги впервые проанализировали спектры отражения обоих ледяных гигантов, используя одну и ту же модель. [1]. При этом команда сделала два случайных открытия о видимых проявлениях обоих миров, выяснив, почему они мигают разными оттенками синего и почему у Нептуна есть темные пятна. Команда говорит, что результаты могут иметь значение для изучения атмосфер планет за пределами нашей Солнечной системы.

Хотя ранее не было отдельных миссий к Урану и Нептуну, планеты не игнорировались полностью. Например, когда космический аппарат НАСА «Вояджер-2» пролетел мимо ледяных гигантов в конце 1980-х годов, он собрал информацию о том, что два мира поменялись местами. Затем, в 1994 году, космический телескоп Хаббл сделал первые снимки ледяных экзопланет.

Большая часть данных, собранных в результате этих и других наземных наблюдений, касается небольших спектральных областей света, который отражают и излучают Уран и Нептун. Эти ограниченные данные мешают исследователям охарактеризовать некоторые аэрозольные частицы в атмосфере планеты. Эта проблема особенно актуальна для Нептуна, потому что его небольшой размер на небе затрудняет сбор более длинных волн, которые излучает планета.

Чтобы решить эту проблему, Ирвин и его коллеги адаптировали модель, ранее использовавшуюся для исследования спектров отражения почти каждой второй планеты в нашей Солнечной системе, а также нескольких экзопланет. Они адаптировали модель для работы в широком диапазоне длин волн от 0,3 до 2,5 $𝜇\text{М}$. Затем команда использовала модель для одновременного анализа имеющихся данных наблюдений за обоими ледяными гигантами.

Анализ группы показывает наличие того, что они считают углеводородной дымкой высоко в стратосферах Урана и Нептуна. Эти частицы падают через атмосферу планет, смешиваются и взаимодействуют с газом, например метаном, который одновременно движется вверх. Этот процесс создает дымку вокруг каждой планеты. Команда показала, что атмосфера Нептуна более динамична, что придает Нептуну более тонкую дымку и более темный оттенок, чем Урану. Команда также обнаружила, что эти аэрозоли также могут быть причиной ранее необъяснимых темных пятен на Нептуне. После взаимодействия с метаном аэрозоль затем встречается с сероводородом, который находится глубже в атмосферах как Нептуна, так и Урана. Команда считает, что темные пятна появляются на Нептуне в местах с более низкой плотностью этого материала, причем пятна возникают из-за динамики окружающего его газа.

Понимание атмосфер ледяных гигантов может быть важно для будущих исследований экзопланет, поскольку этот тип планет, вероятно, будет одним из самых распространенных типов планет в Млечном Пути, говорит Эрик Каркошка, планетолог из Аризонского университета. Такое мышление возникает из-за того, что большинство экзопланет, которые были обнаружены в нашей галактике, имеют массы порядка масс Урана и Нептуна.

Каркошка отмечает, что, поскольку Уран и Нептун имеют одинаковые размеры, массы и состав, Ирвин и его коллеги смогли подогнать свои данные к одной и той же модели, но подобный анализ маловероятен для любых других двух объектов из нашей Солнечной системы. планеты. Эта способность имеет значение для характеристики других ледяных гигантов. «Если у тебя есть [model] Он говорит, что для Урана и другого для Нептуна вы не знаете, какую из них использовать «для другого ледяного гиганта», но, поскольку эта модель работает для обеих планет, он считает, что ее использование в связанных системах имеет «правомерность».

— Элисон Гаспарини

Элисон Гаспарини — независимый научный писатель из Санта-Крус, Калифорния.

Последние статьи

космология

Повернуть время вспять в космосе

19 мая 2022 г.

Достижения в области информатики могут позволить астрофизикам обратить вспять космическое распределение материи с сегодняшнего дня на любой момент истории Вселенной. Читать далее»

Еще статьи