Iš tolo jie atrodo kaip dvyniai: panašaus dydžio, su mėlynai žalsvu spindesiu ir storomis dujų dangaus sluoksniais, besiveržiančiais į paslėptus vidinius sluoksnius. Tačiau iš arčiau pasakojimas keičiasi. Nauji tyrimai teigia, kad Neptūnas ir Uranas, ilgai laikyti Saulės sistemos lediniais milžinais, gali būti giminaičiai, kurių vaikystės buvo labai skirtingos.
Tarptautinės komandos astrofizikai, įskaitant mokslininkus iš Southwest Research Institute, išanalizavo chemines užuominas, įrašytas planetų viršutinių atmosferų sluoksniuose, ir rado akivaizdų kontrastą: Neptūno giluminiai sluoksniai, regis, turi gerokai daugiau deguonies nei Urano. Šis spėjimas gaunamas iš kruopščių anglies monoksido (CO) matavimų planetų viršutinėse troposferose ir kompiuterinių simuliacijų, kurios tas signalus verčia tikėtinomis vidinės sudėties konfigūracijomis.
Kodėl anglies monoksidas? Nes CO yra vienas geriausių stebėjimo žymenų, leidžiančių spręsti, kas vyksta po matomomis debesų sluoksniais. Jis išlieka viršutinėje atmosferoje pakankamai ilgai, kad tokius signalus galėtų užčiuopti teleskopai, pavyzdžiui, ALMA. Iš tų stebėjimų ir modeliuojant, kaip molekulės maišosi ir reaguoja leidžiantis arba kylant, tyrėjai gali atsekti link tikėtinų anglies ir deguonies santykių, slypinčių tūkstančius kilometrų žemiau.
Rezultatas yra daugiau nei smulki niuansas. Išvesta Neptūno deguonies turtingumo prielaida rodo, kad formavimosi metu jis įtraukė kitokią kietųjų dalelių ir ledo mišinį, medžiagas, turtingesnes vandeniu ar kitais deguonį turinčiais junginiais, palyginti su Uranu. Trumpai tariant: abi planetos galėjo susiformuoti iš skirtingų protoplanetinio disko telkinių, besisukančių aplink jaunąją Saulę.
Mokslinė bendruomenė tradiciškai laikė Neptūną ir Uraną panašiais objektais, kurie formavosi iš to paties medžiagų telkinio. Southwest Research Institute mokslininkas prisidėjo prie naujo darbo, kuriame detaliai aprašoma, kaip Neptūno giluminė atmosfera yra reikšmingai turtingesnė deguonies nei Urano, kas rodo, kad šių planetų sudedamosios dalys kilusios iš skirtingų protoplanetinio disko regionų. Pavaizduota: menininko vizija, Uranas, Neptūnas, jaunoji Saulė ir protoplanetinis diskas.
Planetų formavimasis nėra tvarkingas procesas. Ankstyvojo disko temperatūra mažėjo didėjant atstumui nuo Saulės, todėl lakių junginių kondensavimasis į kietąsias daleles vyko skirtinguose spinduliuose. Tai sukūrė chemines „kaimynystes": zonas, dominuojančias vandens ledu, zonas, turinčias daug anglies junginių ledo ir pan. Jei planeta surenka didžiąją savo masės dalį vienoje tokioje zonoje, jos elementinis pėdsakas atspindės tą kilmę. Jei ji migruoja arba akretiškai įgauna tolimų regionų medžiagą, tas pėdsakas keičiasi.
Komandos diskų evoliucijos modeliai piešia būtent tokią Neptūno istoriją. Vietoje to, kad jis būtų susidaręs tik iš vietinių medžiagų prie dabartinės orbitos, Neptūnas galėjo akretiškai įsigyti statybinių blokų, susiformavusių arčiau Saulės ir vėliau migravusių išorėn, perneštų šaltų planetesimalų arba srovių tekačių dujų. Pasekmė: dvi planetos, kurios iš pirmo žvilgsnio atrodo panašios, bet turi skirtingą cheminę biografiją.
„Paviršiniai panašumai gali būti apgaulingi," pastebėjo vienas iš darbo autorių, nurodydamas, kad mūsų negalėjimas tiesiogiai ištirti giliųjų vidurių verčia mokslininkus pasikliauti žymenimis ir modeliais. Išvada yra laikina, o modeliai remiasi prielaidomis. Tačiau chemija sutampa taip, kad ją sunku paneigti.
Neptūnas ir Uranas gali būti panašūs dydžiu ir spalva, tačiau jų cheminiai pėdsakai rodo, kad jie augo iš skirtingų ankstyvosios Saulės sistemos žaliavų atsargų.
Tai svarbu ne tik diskusijoje apie dvi tolimas planetas. Planetos, panašios į Uraną ir Neptūną, gausios aplink kitas žvaigždes. Supratimas, ar tokios planetos susiformuoja vietoje, ar migruoja per diską, padeda paaiškinti egzoplanetų sistemų įvairovę, kurią dabar stebi astronomai. Jei kietųjų dalelių migracija buvo dažna, daug tariamai vietinių planetų iš tiesų gali būti sudarytos iš medžiagų iš tolimų regionų lopinėlių.
Vis dėlto neaiškumų lieka. Modeliai yra tokie geri, kokius duomenis jie gauna, o giluminių atmosferų tiesiogiai dar nebandėme mėginti. Todėl misijų planuotojai stumia idėją siųsti specialias zondas į Uraną ir Neptūną, landerius, kurie galėtų prasiskverbti per debesis ir pateikti patikrintus matavimus apie sudėtį ir struktūrą. Tokie duomenys patikrintų migracijos hipotezę ir patikslintų mūsų vaizdą apie tai, kaip formavosi planetų kaimynystės.
Kol kas tokius raktinės skylutės cheminius vaizdus mums suteikia teleskopai, tokie kaip ALMA. Atverta spraga, kurią matome, rodo sudėtingesnę ledinių milžinų šeimos medį nei manyta anksčiau. Ir jei dvi planetos vienoje sistemoje gali turėti tokias skirtingas kilmės istorijas, ką tai pasako apie milijardus kitų pasaulių, skriejančių aplink kitas žvaigždes? Klausimas kybo vakuume, laukiantis kito zondo, kuris prasiskverbtų per debesis.
Palikti komentarą
Komentarai
Komentarų dar nėra. Būkite pirmas.