Уран и Нептун обладают необычными магнитными полями

Магнитные поля Урана и Нептуна очень необычные. И мы не знаем почему.

Магнитные поля большинства планет (у которых оно есть) довольно простые. Планета вращается в определенном направлении, и поле примерно совпадает с осью вращения. Конечно, поля могут немного отклоняться от оси вращения, но в общем случае все они достаточно сильно совпадают.

Но еще есть ледяные гиганты, такие как Уран и Нептун. В случае с Ураном сама планета вращается почти перпендикулярно плоскости эклиптики, но ее магнитное поле имеет почти обычное направление вверх-вниз. У Нептуна магнитное поле отклоняется на целых 47 градусов от направления вращения планеты. Кроме того, магнитные поля смещены от центров обеих планет.

Почему так происходит?

Ученые давно догадались, что на планетах происходит что-то необычное. Считается, что на обеих планетах есть большие конвективные слои где-то между ядром и атмосферой, где вода и метан под сверхвысоким давлением существуют в «суперионизированном состоянии», обладающим свойствами как жидкого, так и твердого состояния. Суперионизированная вода и метан циркулируют вверх-вниз, и, поскольку в них присутствуют заряженные частицы, планеты могут генерировать свои магнитные поля именно в этих местах, а не в ядрах планет.

Возможно.

Чтобы проверить эту идею, Томоаки Кимура и Мотохико Мураками из Департамента наук о Земле ETH Zurich (Швейцарский федеральный технологический институт в Цюрихе) изучили свойства аммиака в сверхнапряженном состоянии с помощью наковальни с алмазной ячейкой. Сжимая образец и нагревая его до более чем 2000 градусов по Цельсию, они смогли воссоздать внутренние процессы ледяных гигантов.

Они обнаружили, что суперионизированный аммиак действительно может быть стабильным при таких давлениях и температурах, если предположить, что он может существовать внутри этих планет. Но, что особенно важно, аммиак был недостаточно вязким, чтобы образовать стабильный слой глубже внутри планеты. Другими словами, чтобы идея конвективного слоя работала, он должен располагаться поверх устойчивого слоя и, вероятно, очень тяжело добиться условий, чтобы аммиак был в состоянии удовлетворяющем обоа условия (и стабильным и недостаточно вязким). А без конвективного слоя ученые пока что не могут объяснить возможность создания такой структуры магнитного поля.

На данный момент тайна магнитных полей ледяных гигантов остается нераскрытой.

Источник: UNIVERSE TODAY