Необычная форма магнитных полей Урана и Нептуна может объясняться экстремальными условиями в глубинах этих планет. К такому выводу пришли исследователи из США и Великобритании после компьютерного моделирования и анализа данных аппарата Voyager 2. Результаты помогают лучше понять внутреннее строение ледяных гигантов.
Voyager 2 остаётся единственным космическим аппаратом, побывавшим у Урана и Нептуна: он исследовал Уран в январе 1986 года, а Нептун — в августе 1989-го. Измерения показали, что магнитное поле Урана отклонено от оси вращения на 59 градусов и не совпадает с центром планеты. У Нептуна отклонение составляет 47 градусов, а магнитное поле расположено примерно между ядром и верхними облачными слоями.
Для сравнения, магнитное поле Земли наклонено к оси вращения всего на 11 градусов и имеет выраженную дипольную структуру с северным и южным полюсами. Уран и Нептун значительно массивнее Земли, а их недра содержат аммиак, водород, гелий, метан и воду вокруг предположительно каменного ядра. Огромное давление и высокая температура внутри этих планет меняют свойства вещества.
Учёные предположили, что ключевую роль играет динамо-эффект — создание магнитного поля за счёт движения электропроводящей жидкости внутри вращающегося тела. Как сообщил руководитель исследования Чи Ян из Техасского университета в Остине в комментарии для Space.com, «глубоко внутри Урана и Нептуна давление и температура становятся чрезвычайно высокими». По его словам, при таких условиях молекулы воды могут распадаться на ионы, а электропроводность вещества способна увеличиваться с глубиной.
Моделирование воспроизвело сложную структуру магнитных полей обеих планет. Расчёты показали, что она меняется вместе с движением вещества и температурой в недрах. Кроме того, магнитные поля Урана и Нептуна могут заметно перестраиваться всего за несколько десятилетий: иногда наклон меняется на десятки градусов, а иногда остаётся почти прежним.
Для проверки расчётов исследователи используют наблюдения инфракрасных полярных сияний, выполненные космическим телескопом James Webb (Джеймс Уэбб). Их расположение связано с конфигурацией магнитного поля и может показать, как она изменилась со времени пролёта Voyager 2. Выводы исследования опубликованы 3 ноября в журнале Communications Physics, а окончательно проверить модель сможет новая миссия к ледяным гигантам.