3 Minuten
Uranas išsiskiria Saulės sistemoje: jis rieda ant šono, todėl kiekvienas polius maždaug 42 Žemės metus būna nukreiptas į Saulę, o jo rotacija vyksta retrograde kryptimi, kaip tik Veneros atveju. Kelmę dešimtmečius mokslininkai manė, kad Uranas beveik neišskiria vidinės šilumos — išvada, daugiausia paremta tik vienu arti planetos gautu matavimu, atliktu NASA „Voyager 2“ praskridimo metu 1986 m. Toks rezultatas kėlė abejonių įprastiems milžinių formavimosi ir evoliucijos modeliams, nes kitos milžiniškos planetos (Jupiteris, Saturnas ir Neptūnas) spinduliuoja žymiai daugiau energijos, nei gauna iš Saulės, kas rodo esant vidinį šilumos šaltinį.
Hipotezė, kad Uranas galbūt beveik „terminė mirusi“ planeta, paskatino įvairias alternatyvas. Vieni tyrėjai siūlė, kad planeta atvėso greičiau ir gali būti termiškai „senesnė“; kiti spėjo, jog milžiniškas senovinis susidūrimas (galbūt tas pats, kuris pasuko Uraną ant šono) galėjo išplėšti giluminę šilumą. Abu paaiškinimai atvėrė papildomus klausimus apie tai, kaip milžinės planetos per milijardus metų perneša ir išlaiko šilumą.
Peržiūrint Urano energijos balansą su moderniais stebėjimais ir modeliavimu
Siekiant išspręsti prieštaravimą, Oksfordo universiteto ir NASA mokslininkų grupė peržiūrėjo dešimtmečius kauptus stebėjimus ir sukūrė pažangų radiatyvinio skleidimo ir atspindžio modelį, integruojantį duomenis iš žemės ir kosmoso teleskopų, įskaitant Hubble kosminį teleskopą ir NASA Infraraudonųjų spindulių teleskopą (IRTF) Havajuose. Tikslas buvo parengti išsamiausią Urano energijos biudžeto įvertinimą: kiek Saulės šviesos planeta sugeria, kiek atspindi (albeda) ir kiek šiluminės energijos išspinduliuoja.
Vidinis planetos šilumos srautas nustatomas atimant atspindėtą ir peremitavimą saulės energiją iš bendros išeinančios energijos. Vienas didžiausių iššūkių — tiksliai įvertinti šviesą, sklindančią aukštais faziniais kampais — t. y. šviesą, kuri nėra nukreipta tiesiai atgal į stebėtoją, o išsklaidyta į šonus. Naujas modelis įtraukia Urano atmosferos sluoksniuotumą, miglas, debesis ir sezoninius svyravimus, todėl leidžia geriau įvertinti bendrą atspindėtos šviesos kiekį visomis matymo geometrijomis.
Autoriai praneša, kad Uranas spinduliuoja maždaug 15 % daugiau energijos, nei sugeria iš Saulės. Nors ši vidinė šiluma yra santykinai nedidelė, palyginti su Neptūnu (kuris išspinduliuoja daugiau nei dvigubai daugiau Saulės energijos, nei gauna), rezultatas paneigia ilgai laikytą prielaidą, kad Uranas praktiškai neturi vidinio šilumos šaltinio. Kaip pažymėjo dr. Amy Simon iš NASA Goddard kosminių skrydžių centro, viena iš darbo bendraautorių, Voyager laikmečio išvada labai rėmėsi vienu duomenų tašku — naujoji sintezė suteikia platesnį ir niuansuotesnį Urano terminės būsenos vaizdą.
Pagrindiniai atradimai, pasekmės ir neišspręsti klausimai
Peržiūrėtas energijos biudžetas turi keletą svarbių pasekmių planetų moksle. Pirma, mažas, bet realus Urano vidinis šilumos srautas geriau suderina planetą su milžinių atšalimo ir evoliucijos modeliais: vietoj visiško anomalumo, ji dabar atrodo užimanti tarpinių terminę klasę tarp Neptūno ir šviesesnių dujų milžinų. Antra, rezultatas apriboja galimus ankstyvos istorijos scenarijus. Jei vidinė šiluma nebuvo katastrofiškai prarasta, milžiniško smūgio hipotezę tektų patikslinti, atsižvelgiant į energijos persiskirstymo ir izoliacijos mechanizmus po smūgio.
Tačiau Urano vidinės šilumos kiekis ir pasiskirstymas vis dar neaiškūs. Ar šiluma kyla iš lėto šerdies atvėsimo, iš liekamos diferenciacijos, ar iš lėtai išsiskiriančių procesų gilioje viduje? Kaip ekstremalus Urano ašies pasvirimas ir ilgų sezonų kaita veikia atmosferos cirkuliaciją ir šilumos transportą? Atsakymai reikalauja geresnių terminės žemėlapių, aukštesnės tikslumo infraraudonųjų stebėjimų ir idealiu atveju — specialios Urano orbiter misijos ar zondavimo.
Quelle: sci
Kommentare