По данным двух новых статей, опубликованных в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society и журнале Geophysical Research Letters, Уран выделяет примерно на 15% больше энергии, чем получает от Солнца.
Уран не похож ни на одну другую планету Солнечной системы. Он вращается на боку, то есть каждый полюс обращён прямо к Солнцу, и в течение этого непрерывного 42-летнего «лета» он находится в состоянии эйфории.
Эта планета также вращается в противоположном направлении по отношению ко всем планетам, за исключением Венеры.
Данные, полученные в ходе пролета космического аппарата НАСА «Вояджер-2» мимо Урана в 1986 году, также показали, что планета необычно холодная внутри, что заставило ученых пересмотреть фундаментальные теории о том, как формировались и развивались планеты в нашей Солнечной системе.
«После пролета «Вояджера-2» все говорили, что у Урана нет внутреннего тепла», — сказала Эми Саймон, планетолог из Центра космических полетов имени Годдарда при НАСА и соавтор первой статьи. «Но очень трудно объяснить, почему это так, особенно по сравнению с другими планетами-гигантами. Эти прогнозы по Урану были получены всего лишь на основе одного тщательного измерения излучаемого планетой тепла, проведенного «Вояджером-2». Всё зависит от этой единственной точки данных. Это часть проблемы».
Используя передовую технологию компьютерного моделирования и пересмотрев данные, собранные за десятилетия, Саймон с коллегами коллеги обнаружили, что Уран действительно генерирует некоторое количество тепла.
Внутреннее тепло планеты можно рассчитать, сравнив количество энергии, которое она получает от Солнца, с количеством энергии, которое она выделяет в космос в виде отраженного света и излучаемого тепла.
Другие планеты-гиганты Солнечной системы — Сатурн, Юпитер и Нептун — излучают больше тепла, чем получают, а это значит, что дополнительное тепло поступает изнутри, большая часть которого осталась от высокоэнергетических процессов, в результате которых образовались планеты 4,5 миллиарда лет назад.
Количество тепла, выделяемого планетой, может указывать на ее возраст: чем меньше тепла выделяется по сравнению с теплом, поглощаемым от Солнца, тем старше планета.
Уран выделялся среди других планет, поскольку, по-видимому, он выделял столько же тепла, сколько получал, что подразумевало, что у него не было собственного тепла.
Это озадачило учёных. Некоторые выдвинули гипотезу, что, возможно, эта планета намного старше всех остальных и полностью остыла.
Другие предположили, что гигантское столкновение — то самое, которое, возможно, сбросило планету на бок — высвободило все тепло Урана.
Но ни одна из этих гипотез не удовлетворила ученых, что побудило их заняться расследованием неразгаданной истории Урана.
«Мы подумали: неужели на Уране действительно нет внутреннего тепла?» — сказал профессор Оксфордского университета Патрик Ирвин, ведущий автор первой статьи. «Мы провели множество расчетов, чтобы определить, сколько солнечного света отражает Уран, и пришли к выводу, что на самом деле его отражательная способность выше, чем предполагали люди».
Исследователи задались целью определить полный энергетический бюджет Урана: сколько энергии он получает от Солнца по сравнению с тем, сколько он отражает в виде солнечного света и сколько он излучает в виде тепла.
Для этого им необходимо было оценить общее количество света, отраженного от планеты под всеми углами.
«Вам нужно увидеть свет, рассеивающийся в стороны, а не возвращающийся прямо на вас», — сказала Саймон.
Чтобы получить максимально точную оценку энергетического баланса Урана, ученые разработали компьютерную модель, которая объединила все, что известно об атмосфере Урана из десятилетий наблюдений с помощью наземных и космических телескопов, включая космический телескоп «Хаббл» NASA/ESA и инфракрасный телескоп NASA на Гавайях.
Модель включала информацию о дымке, облаках и сезонных изменениях на планете — все это влияет на то, как отражается солнечный свет и уходит тепло.
Авторы обнаружили, что Уран выделяет примерно на 15% больше энергии, чем получает от Солнца, что соответствует оценке из второго исследования.
Результаты исследований показывают, что Уран обладает собственным теплом, хотя и значительно меньшим, чем его сосед Нептун, который излучает в два раза больше энергии, чем получает.
«Теперь нам предстоит понять, что означает этот остаточный объем тепла на Уране, а также провести более точные измерения этого количества», — отметила Саймон.
