Внутри ледяных планет-гигантов обнаружили безветренную зону

В журнале Nature опубликовано исследование, выполненное специалистами Вайцмановского научного института и университета Тель-Авива в Израиле, а также университета Аризона и Калифорнийского технологического института в США. Ученые задались вопросом о том, насколько глубоко в атмосфере ледяных планет-гигантов сохраняются сильные ветра и для этого провели математическое моделирование распределения масс внутри обоих небесных тел.

Так как диаметр планет составляет около 50 тысяч, а видимые сверху слои охватывают в лучшем случае около нескольких сотен километров, то именно моделирование с использованием полученных косвенным путем данных является на сегодня самым надежным способом изучения внутреннего строения ледяных гигантов. Авторы новой публикации решили использовать известную информацию о гравитационном поле планет и посмотреть, какое именно распределение масс в толстой газовой оболочке может дать подобное гравитационное поле.

На гравитацию планеты влияет не только ее масса, но также распределение плотности как по глубине, так и по широте или долготе. Сопоставляя известные сведения о движении самих планет и их спутников с результатами расчетов, ученые смогли определить то, что в активное перемещение вовлечен сравнительно тонкий слой всего в тысячу километров толщиной. С учетом суммарной толщины атмосферы примерно в одну пятую радиуса это действительно немного. На поверхности Урана или Нептуна может не быть полного штиля, но как минимум там не окажется потоков ветра с практически сверхзвуковой скоростью.

По современным представлениям, основанным также на анализе гравитационного поля планет и их размеров, на глубине около десяти тысяч километров Нептун, равно как и Уран состоят из горячей жидкости сложного состава: воды, аммиака, метана и ряда других соединений. Ядро у планеты, судя по гравитационным моделям и наличию у планеты магнитного поля, может содержать расплавленное железо и быть схожим с ядром Земли.