Планетологи решили загадку внутреннего источника тепла Урана

Ледяной гигант Уран давно привлекает внимание экстремальным наклоном и самой холодной атмосферой в Солнечной системе. Тем не менее ученые подозревали, что он производит собственное тепло. Теперь данные измерений показали, что это действительно так.

На самом деле, все планеты-гиганты Солнечной системы вырабатывают тепло. Это выяснили после сравнения энергии, которую они получают от Солнца, и энергии отдаваемой. Оказалось, что они испускают больше тепла, чем получают от нашей звезды. Более того, по расчетам, более половины тепла, идущего от Юпитера, Сатурна и Нептуна, — их собственное, произведенное внутри этих планет. Ученые подозревают, что в основном оно выделяется в процессе постепенного сжатия миров, то есть при их закономерной эволюции. Изначально газовые планеты были крупнее и горячее, а теперь продолжают незаметно остывать и уплотняться.

Уран выбивается из общей картины. Зонд «Вояджер-2», пролетевший мимо планеты в 1986 году, собрал данные о ее в основном водородно-гелиевой атмосфере. Выяснилось, что она самая холодная в Солнечной системе — температура в среднем минус 193 градуса Цельсия. Даже в облаках Нептуна, расположенного дальше от светила, теплее.

Тогда не удалось понять, есть ли у Урана какой-либо источник собственного тепла. Эти особенности заинтриговали ученых не меньше, чем экстремальный наклон оси планеты по отношению к плоскости эклиптики, то есть плоскости обращения планет вокруг Солнца. Этот наклон составляет без малого 98 градусов.

Напомним, Земля наклонена на 23,5 градуса, Марс — на 25 градусов. Из-за такой разницы об Уране часто говорят, что он «лежит на боку». Почему — еще предстоит выяснить. По одной из версий, это результат столкновения планеты с другим крупным небесным телом.

В любом случае из-за этого на Уране наблюдается самая большая разница в количестве получаемого тепла между северным и южным полушариями в зависимости от времени года. Правда, эти колебания трудно отслеживать, поскольку лето на Уране длится 21 год, остальные три сезона по столько же, а весь годовой оборот, соответственно, занимает 84 года.

Тем не менее недавно международная команда ученых собрала все данные наблюдений Урана за последние десятилетия и составила картину смены сезонов на планете с 1946 по 2030 год. Разумеется, ситуацию с 2025 по 2030 год смоделировали. О результатах работы исследователи рассказали в статье, выложенной на сервере препринтов arXiv.

Они объяснили, что максимально четкие представления о колебаниях температур на Уране в течение года помогли оценить так называемый энергетический бюджет планеты, то есть соотношение поглощаемого и испускаемого ею тепла.

Как выяснилось, Уран все-таки обладает собственным источником тепла, просто он очень слаб по сравнению с внутренним теплом Юпитера, Сатурна и Нептуна — составляет лишь 12,5% от поглощаемого солнечного тепла и 11% от всего того тепла, которое планета отдает. То есть Уран в основном возвращает космосу то, что получает от Солнца. В любом случае ясно, что отдает больше, чем получает. Значит, планета продолжает понемногу охлаждаться.