Происхождение спутников Урана из обломков его столкновения с другой планетой сочли невозможным

❋ 4.9

Астрофизики рассматривают три самых вероятных сценария возникновения лун у «лежащего на боку» ледяного гиганта. По одному из них, эти небесные тела сформировались из обломков того самого удара, который и «наклонил» Уран. Однако теперь это выглядит маловероятным: недавнее исследование показало, что у спутников и самой планеты слишком разная вода: в ней заметно отличается соотношение водорода к его более тяжелому изотопу — дейтерию.

Астрономия

# внеземная вода

# космос

# спутники Урана

Спутники Урана Пак, Миранда, Ариэль, Умбриэль, Титания и Оберон / © NASA

Все крупнейшие спутники Урана содержат внушительный слой воды: Миранда, Ариэль и Умбриэль состоят из водяного льда примерно наполовину. В более крупных Титании и Обероне он составляет около 30 процентов общей массы. В самом Уране, по оценкам, примерно треть всего вещества — тоже вода.

Знаменитый узор в виде «галочки» на поверхности Миранды планетологи считают возможным признаком того, что, по крайней мере, в прошлом в недрах этого спутника была вода именно в жидком состоянии: структура выглядит как разлом коры под давлением замерзающей под ней воды.

Помимо всего этого, особый интерес у исследователей системы Урана вызывает сопоставление двух фактов: орбиты всех крупнейших лун ледяного гиганта выстроились практически ровно в плоскости его экватора, а ось вращения планеты наклонена на 98 градусов по отношению к линии, перпендикулярной плоскости ее орбиты. Напомним, у Земли этот угол составляет 23,4 градуса. Уран потому и прозвали «лежащим на боку», а поскольку крупные спутники летают вокруг его экватора, получается, что они, можно сказать, «лежат» вместе с ним.

Много десятилетий продолжается выяснение того, как все это могло сложиться именно так. Основных версий три. Первая: Уран «упал» после столкновения с другой планетой, и из массы «обломков» этого мощного удара сформировалась россыпь наблюдаемых сегодня лун.

Вторая: уже после «падения» Уран захватил несколько небесных тел из межпланетного пространства, гравитация гиганта разрушила их и превратила в разрозненную массу газа и пыли, из которой впоследствии постепенно возникли спутники. Третий вариант: в момент удара и наклона Урана у него уже было семейство лун, катастрофа его уничтожила, но потом они опять же «собрались» заново из собственных обломков.

Во время недавнего исследования ученые из Калифорнийского технологического института (США) под руководством Майкла Брауна (один из авторов гипотезы о Девятой планете) попытались оценить все три сценария после тщательного изучения воды на лунах Урана и в составе самой планеты. Результатами они поделились в статье, опубликованной на сервере препринтов arXiv.org.

Исследователи воспользовались данными наблюдений системы Урана с помощью космической обсерватории «Джеймс Уэбб». Ее возможности позволяют не только определить то или иное вещество в космосе, но и уточнить изотопный состав: каждый атом по-своему отражает свет.

Именно это оказалось полезно для изучения воды в системе Урана: ученые хотели понять, как часто в молекулах этой воды вместо обычных атомов водорода встречаются его утяжеленные «лишним» нейтроном версии — дейтерий. Выяснилось, что соотношение двух этих разновидностей одного и того же элемента в воде почти на всех крупнейших лунах Урана, кроме Миранды, практически одинаковое — около 210 атомов дейтерия на каждый миллион атомов водорода. У Миранды этот показатель составил больше — примерно 310. Но гораздо интереснее оказалось сравнить с тем же показателем у Урана: всего 44.

Это в любом случае означает, что планета и ее спутники состоят не из одного и того же вещества. Поэтому, как объяснили авторы исследования, версию о формировании лун Урана из россыпи обломков его столкновения с другой планетой можно исключить: в таком случае изотопный состав воды спутников был бы идентичен планетному или очень похож на него. Две другие гипотезы, по мнению ученых, остаются в силе: луны с другим изотопным составом вполне могут состоять не только из «инородного» вещества, но и изначально сформироваться вместе с планетой.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.

Окончила факультет журналистики МГУ имени М.В. Ломоносова. Начинала в 2002 году как корреспондент и редактор новостного вещания на различных телеканалах, позже стала автором новостей науки и технологий в сетевых изданиях.