Это открытие не только меняет то, что мы знаем об Уране, но и поднимает новые вопросы о его прошлом, атмосфере и насильственном событии, которое, возможно, определило его эволюцию.

Загадка тепла Урана стала еще более загадочной

Планеты генерируют тепло из трех основных источников:

• Оставшееся тепло образования — энергия, захваченная при формировании планеты.
• Радиоактивный распад — энергия, высвобождающаяся при распаде элементов внутри планеты.
• Солнечное излучение — тепло от Солнца, которое меняется в зависимости от расстояния до планеты.

В течение многих лет наблюдения «Вояджера-2» говорили о том, что Урану не хватает избытка тепла, который наблюдается у Юпитера, Сатурна и Нептуна, что делает его аномалией в Солнечной системе. Ученые предположили, что на Уране не хватает радиоактивных элементов, а значит, он остыл сильнее, чем ожидалось. Но это не устраивало многих исследователей — особенно учитывая, насколько похожи Уран и Нептун по размеру, массе и составу.

Теперь новые инфракрасные данные, полученные с помощью современных телескопов, рассказывают другую историю.

Последние наблюдения перевернули сценарий

Профессор Патрик Ирвин из Оксфордского университета и его команда проанализировали наблюдения космического телескопа Хаббл, Gemini North и инфракрасного телескопа НАСА в течение почти десяти лет. Они хотели увидеть, как тепловая сигнатура Урана меняется с течением времени, а не полагаться на единственный снимок, сделанный «Вояджером-2».

В то же время Синьюэ Ванг и команда из Хьюстонского университета использовали более широкий подход, собрав десятилетия наблюдений Урана, начиная с середины XX века. Они использовали современные приборы для уточнения старых данных, отслеживая колебания температуры Урана на протяжении всей его 84-летней орбиты вокруг Солнца.

Обе команды пришли к поразительно схожему выводу: Уран действительно излучает больше тепла, чем сообщил «Вояджер-2». Разница, скорее всего, объясняется временем — «Вояджер-2» прошел мимо Урана в период солнцестояния, а значит, сезонные колебания теплоотдачи планеты могли дать неверное представление о ее истинном энергетическом балансе.

Сколько тепла выделяет Уран?

Обе команды подсчитали, что Уран излучает на 12,5 — 15 % больше тепла, чем поглощает от Солнца. Хотя это все еще намного меньше, чем у Нептуна, чье внутреннее тепловое излучение более чем вдвое превышает получаемую им энергию, ясно, что Уран — не холодный, безжизненный мир, как мы раньше думали.

«Это окончательно ставит Уран в один ряд с другими газовыми гигантами», — сказал Ирвин в интервью ScienceNews. Однако даже с этой поправкой Уран остается изгоем, что вызывает новые вопросы о том, почему его тепловыделение намного ниже, чем у соседей по планете.

В чем причина низкой теплоотдачи Урана?

Одна из ведущих теорий предполагает, что всему виной бурное прошлое Урана. Ученые полагают, что в начале своей истории планета подверглась удару массивного объекта, который полностью опрокинул ее на бок. Этот экстремальный наклон, возможно, задержал тепло глубоко внутри планеты, не позволяя ему улетучиваться с той же скоростью, что и у других газовых гигантов.

Команда Ванга подчеркнула, что необходимы дальнейшие исследования, заявив:

» Флагманская миссия к Урану, рекомендованная в недавнем десятилетнем обзоре, позволит провести важнейшие наблюдения, чтобы ответить на нерешенные вопросы и углубить наше понимание этого загадочного ледяного гиганта».

Специальная миссия к Урану позволила бы получить окончательные ответы на вопросы, которые ищут ученые, но время уходит. Если космический аппарат будет запущен в 2032 году, он сможет использовать гравитационную поддержку Юпитера, что значительно сократит время и стоимость полета. Однако в условиях ограниченного финансирования планетарных исследований нет никаких гарантий, что такая миссия будет осуществлена в срок. Пока же ученые продолжают наблюдать за Ураном с помощью самых современных телескопов, надеясь усовершенствовать свои модели и раскрыть больше скрытых секретов планеты.

Более глубокое понимание теплового баланса Урана открывает новые направления для исследований атмосферы планеты. Тепло играет ключевую роль в формировании погодных условий и циркуляции ветров. Считалось, что отсутствие внутреннего тепла у Урана является причиной его относительно спокойной атмосферы, в отличие от бурных штормов, наблюдаемых на Нептуне. Однако, с учетом новых данных, ученым предстоит пересмотреть модели атмосферы Урана и понять, какие другие факторы могут влиять на его погодные условия.

Возможно, разгадка кроется в уникальном магнитном поле Урана, которое сильно отклонено от оси вращения планеты. Это создает сложные взаимодействия с солнечным ветром и может оказывать влияние на распределение тепла в атмосфере.

Открытие большего внутреннего тепла Урана имеет значение и для поиска жизни за пределами Земли. Ученые рассматривают ледяные гиганты как возможные места обитания, особенно если они обладают подповерхностными океанами, которые могут поддерживаться внутренним теплом. Переоценка теплового баланса Урана может повысить его рейтинг в списке потенциально обитаемых миров.

В конечном счете, новые исследования Урана подчеркивают важность постоянного изучения и пересмотра существующих данных. Один момент наблюдения, как это произошло с «Вояджером-2», может дать неполную картину. Необходимо использовать все доступные инструменты и подходы, чтобы получить более полное и точное понимание сложных процессов, происходящих в нашей Солнечной системе и за ее пределами.