Уран и Нептун могли сформироваться в разных частях молодой Солнечной системы. К такому выводу пришла международная команда, сопоставив наблюдения угарного газа с численными моделями химии и переноса веществ в атмосферах планет. Исследование опубликовано 19 октября 2026 года в журнале Astronomy & Astrophysics, сообщило Phys.org.

Что показывает угарный газ

Облака скрывают глубокие слои атмосфер Урана и Нептуна. Угарный газ, или CO, помогает изучать их косвенно: он присутствует или образуется внизу, а затем поднимается через несколько облачных слоёв. Учёные могут измерить его содержание на высотах, доступных наблюдениям, и по этим данным оценить химические условия глубже в атмосфере.

Исследователи объединили наблюдения CO с моделями атмосферной химии и вертикального переноса веществ. Среди использованных данных были наблюдения интерферометра ALMA, Большой миллиметровой и субмиллиметровой антенной решётки. По содержанию углерода и кислорода команда оценила их соотношение в глубоких слоях атмосфер, обозначаемое C/O. Это соотношение может служить химическим следом вещества, из которого сформировалась планета.

По результатам анализа, Нептун, вероятно, богаче кислородом, чем Уран, а значит, его отношение C/O ниже. Однако возможные значения для двух планет перекрываются. Поэтому разница пока не доказывает, что они сформировались в разных местах.

Представим планету, в глубоких слоях которой много кислорода и сравнительно мало углерода. Если часть этого вещества поднимается вверх, а химические реакции не успевают полностью изменить его состав, количество CO на доступной наблюдениям высоте помогает оценить исходное соотношение элементов. Это косвенный вывод: он зависит от скорости перемешивания и реакций, происходящих по пути.

История планет пока не установлена. Если Уран и Нептун сформировались из вещества одинакового состава в сходной области газопылевого диска вокруг молодого Солнца, различие в их C/O трудно объяснить. Один из возможных сценариев предполагает, что Уран возник сравнительно далеко от Солнца, около нынешней орбиты. Нептун мог сформироваться ближе к Солнцу, где твёрдое вещество было богаче кислородом, а затем переместиться наружу.

Это лишь один из допустимых вариантов. Вертикальная циркуляция в глубоких атмосферах остаётся крупным источником неопределённости, а совместное формирование и последующие перемещения планет пока не восстановлены. Перекрывающиеся диапазоны C/O также не позволяют надёжно разделить их истории. Авторы считают, что для проверки сценариев нужны новые наблюдения и более точные ограничения на состав глубоких слоёв. Работа с подобными результатами требует аккуратного обращения с данными, как и подготовка научных статей.

Исследование T. Briand и соавторов опубликовано под DOI 10.1051/0004-6361/202660770. Авторы отмечают, что нынешние данные не позволяют окончательно восстановить историю Урана и Нептуна. Существенная неопределённость связана с вертикальной циркуляцией в глубоких слоях атмосфер; для проверки сценариев нужны новые наблюдения.

Схема показывает, как наблюдения угарного газа и модели атмосферного переноса помогают оценить глубинное отношение углерода к кислороду у Урана и Нептуна и почему вывод о разных местах формирования остаётся предположением

Фото: Zelch Csaba / Pexels