Недавние исследования, проведенные планетарным ученым Бурхардом Милицером из Университета Калифорнии в Беркли, предполагают существование огромных слоев суперкритической воды под атмосферой Урана и Нептуна. Эта находка может изменить текущее понимание этих ледяных гигантов.
Современные компьютерные симуляции показывают, что эти водные слои могут достигать толщины до 8000 километров, образуясь под экстремальным давлением примерно в 60000 раз превышающим давление в атмосфере Земли. Это открытие, поддерживаемое данными с космического аппарата Voyager 2, может помочь объяснить асимметричные магнитные поля Урана и Нептуна и предоставить сведения о формировании подобных планет в других звездных системах.
Концепция NASA Uranus Orbiter and Probe планирует будущие миссии, направленные на исследование внутренних слоев этих планет и их луны. Такие миссии могут не только подтвердить существующие теории, но и открыть новые области исследования, связанные с возможностью обитаемых условий за пределами Земли.
Симуляции, предполагающие наличие этих океанов, использовали машинное обучение для моделирования атомных взаимодействий в экстремальных условиях давления и температуры, характерных для этих планет. Результаты показали, что вода отделяется от углеводородов, таких как метан и аммиак, что приводит к образованию стратифицированных внутренних структур. Это явление совпадает с гравитационными данными, полученными космическим аппаратом Voyager 2 в 1980-х годах.
Суперкритические водные слои не будут вести себя как жидкая вода на Земле; вместо этого они примут промежуточную форму между газом и жидкостью из-за высокого давления. Эта характеристика имеет решающее значение для объяснения наклонных и асимметричных магнитных полей Урана и Нептуна, которые контрастируют с дипольными магнитными полями, наблюдаемыми на Юпитере и Сатурне.
NASA приоритетизировала миссию в систему Урана как часть своих планов по исследованию на следующее десятилетие. Концепция Uranus Orbiter and Probe включает отправку орбитального аппарата и атмосферной зонды для изучения как планеты, так и ее лун.
Запуск этой миссии может состояться до 2034 года, воспользовавшись планетарным выравниванием, которое позволит использовать гравитационную помощь от Юпитера для сокращения времени путешествия. Эта возможность была выделена в десятигодичном отчете NASA о приоритетах исследования солнечной системы.
Муны Урана, особенно Миранда, также привлекают интерес ученых. Этот ледяной спутник может содержать подземный океан, аналогичный тем, что были обнаружены на Европе, луне Юпитера, и Энцеладе, луне Сатурна. Данные, собранные во время миссии к системе Урана, могут предоставить ключевую информацию о потенциальных условиях обитания в этих средах.
Открытие этих возможных водных слоев на Уране и Нептуне переопределяет различия между ледяными гигантами и газовыми гигантами, такими как Юпитер и Сатурн. Понимание этих внутренних структур может улучшить существующие модели формирования и эволюции планет как внутри, так и за пределами солнечной системы.
Современные симуляции, в сочетании с историческими данными миссий, таких как Voyager 2, заложили основу для новых исследований и потенциальных космических миссий, которые могут расширить знания о ледяных гигантах и их потенциале для размещения сред, аналогичных тем, которые могут быть найдены на экзопланетах.