Днес Уран и Нептун може да приличат на „близнаци", но техният химичен състав подсказва, че те са по-скоро „братовчеди" с много различна история, пише Сай.нюз, позовавайки се на публикация в сп. „Астронъми енд астрофизикс".
Двата ледени гиганта често са описвани като „планетарни близнаци" заради сходните си размери, маса и атмосферни условия. Дълго време се е смятало, че те са се образували от материали от един и същ космически източник.
Настоящото изследване обаче показва, че химическият произход на двете планети се различава съществено.
Оказва се, че при Нептун дълбоката атмосфера е значително по-богата на кислород, отколкото при Уран. Това откритие насочва към различни източници на материали, от които са съставени планетите.
Ледените гиганти нямат твърда повърхност, за разлика от Земята. Вместо това те са обвити от дебели слоеве газ, съставени от тежки елементи - вода, амоняк и метан, които се простират на хиляди километри в дълбочина. Тънък външен слой от по-леки елементи придава на планетите зеленикаво-син цвят.
„Днес Уран и Нептун може да изглеждат като близнаци, но химичният им състав ни подсказва, че те са по-скоро братовчеди с много различна история. Съставът на атмосферите им може да е свързан с различни области от протопланетния диск, където са се формирали планетите. Приликата помежду им е забележително съвпадение", казва Оливие Муси от Югозападния изследователски институт в САЩ и един от авторите на проучването.
Учените са сравнили химичния състав на Уран и Нептун, използвайки модели на атмосферната химия и наблюдения на нивата на въглероден оксид, включително и последните измервания на радиотелескопа ALMA в пустинята Атакама. Оказва се, че в дълбоките слоеве на атмосферата на Нептун има повече кислород, отколкото в тази на Уран, което води до съществено различаващи се съотношения между въглерода и кислорода.
И двете планети са посетени само веднъж - от сондата „Вояджър 2" на НАСА през 80-те години на миналия век, и съставът им в дълбочина остава до голяма степен неизвестен. Поради тази причина авторите на изследването са използвали въглеродния оксид, засечен в горната тропосфера, като косвен индикатор.
„Не можем пряко да изследваме дълбоките атмосфери на Уран и Нептун, но химическите индикатори ни позволяват да проучим условията, скрити под видимите им облаци. От голяма полза е въглеродният оксид, тъй като се среща в изобилие в горната тропосфера. Използвайки тези данни, можем да моделираме химическата еволюция на протопланетния диск и произхода на съдържащите се в него материали", обяснява Муси.
Смята се, че Уран и Нептун са се формирали приблизително по едно и също време - преди около 4,5 милиарда години. Традиционно учените са предполагали, че те са се образували от материали от съседни области. Новите модели обаче сочат, че градивните елементи на Нептун са възникнали по-близо до младото Слънце, а след това са мигрирали навън.
„Химичният състав на Нептун не се вписва добре в хипотезата, че той се е формирал там, където го виждаме днес, и е черпил материал от същия източник като Уран. Нашите модели предполагат, че неговите градивни елементи са изминали дълъг път. Два на пръв поглед сходни свята биха могли да достигнат до сегашното си положение и състав по напълно различни еволюционни пътища", казва още Оливие Муси.
Според учения резултатите са от значение не само за Уран и Нептун, но и далеч извън пределите на Слънчевата система. Планети с подобни размери се срещат често около други звезди, което прави ледените гиганти важен ориентир за разбирането на процесите на планетообразуване в цялата галактика.