Новый взгляд на устройство планет: волгоградский планетарий озадачил коллег докладом
Субнептуны ломают привычную картину: где спрятаны слои породы
Специалисты Волгоградского планетария представили результаты компьютерного моделирования, которые ставят под сомнение классическую теорию строения небесных тел. Речь о субнептунах — классе экзопланет, размер которых больше Земли, но меньше Нептуна. Как пояснили в учреждении, привычная схема «металлическое ядро, силикатная мантия, атмосфера» для этих объектов, скорее всего, не работает.
Раньше считалось, что внутренняя структура субнептунов примерно такая же, как у нашей планеты. Мол, есть железный центр, вокруг него — слой породы, сверху — газовая оболочка. Но моделирование показало: при определённом сочетании массы и давления тяжёлые элементы могут распределяться иначе. Например, часть металлов не опускается к центру, а остаётся в верхних слоях, смешиваясь с силикатами. Или наоборот — порода оказывается глубже, чем предсказывают старые формулы.
Для астрономов это означает пересмотр многих расчётов. Если субнептуны устроены не так, как думали, то оценки их возраста, плотности и даже потенциальной обитаемости могут оказаться ошибочными. В планетарии подчеркнули: пока это только гипотеза, но данные с телескопа «Джеймс Уэбб» уже дают некоторые подтверждения. Аппарат фиксирует спектры атмосфер экзопланет, и в некоторых из них наблюдаются аномальные соотношения элементов.
Почему это важно. Субнептуны — один из самых распространённых типов планет в галактике. Их в несколько раз больше, чем газовых гигантов или каменистых миров наподобие Земли. Если строение этих объектов действительно отличается от привычной модели, значит, наши представления об эволюции планетных систем нуждаются в серьёзной корректировке.
Учёные также обратили внимание на ещё один неожиданный вывод. Моделирование показывает: на некоторых субнептунах граница между мантией и ядром может быть размытой. То есть там нет чёткого перехода от твёрдых пород к расплавленному металлу. Вместо этого — постепенное изменение состава с глубиной. Для геофизиков это звучит почти как фантастика. На Земле, Марсе и Венере такая картина не наблюдается.
Волгоградские астрономы не единственные, кто занимается этой проблемой. Сходные данные недавно опубликовали группы из США и Швейцарии. Но именно российское исследование — одно из первых, где моделирование выполнено с учётом химических реакций при сверхвысоких давлениях, характерных для субнептунов. Ранее такие расчёты проводили только для газовых гигантов.
Что дальше. В ближайшие месяцы команда планетария планирует расширить модель на большее количество вариантов состава. Основная цель — понять, как именно распределяются железо, магний и кремний в недрах планет этого типа. Если гипотеза подтвердится, астрономам придётся заново искать ответы на фундаментальные вопросы: как формируются планетные системы и почему субнептуны стали самым частым «продуктом» этого процесса.
Впрочем, пока ни один из выводов не получил статуса доказанного факта. Как отметили в планетарии, окончательную ясность внесут новые наблюдения «Джеймса Уэбба» и, возможно, данные с готовящегося к запуску телескопа «Спектр-УФ». Но уже сейчас ясно: привычная картина внутреннего строения планет, которую десятилетиями преподавали в школах и вузах, — не универсальна. И это открытие может оказаться одним из самых значимых в планетологии за последние годы.