Астрономы долгое время называли Уран и Нептун «ледяными гигантами», исходя из моделей, которые предполагали, что внутренние структуры этих удалённых планет в значительной степени состоят из смеси воды, аммиака и других замёрзших соединений — веществ, которые легко замерзают в глубококосмическом пространстве. Однако новые исследования показали, что мы на самом деле знаем очень мало о том, что происходит внутри этих планет. В свете этих данных исследователи предлагают переименовать Уран и Нептун в «скалистые гиганты».

Проблема с Ураном и Нептуном заключается в том, что у нас крайне мало доступных данных. В отличие от Юпитера и Сатурна, для которых были проведены специальные миссии, такие как зонд «Кассини» и космический аппарат «Юнона», внешние планеты не получали визитов со времён пролёта «Вояджера-2» более 30 лет назад.

Чтобы понять внутреннее строение этих планет, нам приходится полагаться на различные косвенные улики, такие как их магнитные поля, наблюдения за особенностями атмосферной поверхности и тонкие изменения в орбитах их лун. На протяжении десятилетий модели формирования солнечной системы допускали, что внешний диапазон солнечной системы был заполнен молекулами, такими как лёд воды и аммиака. Поэтому логично считать, что эти соединения составляют основную массу Урана и Нептуна, что и объясняет их прозвище «ледяные гиганты».

Однако новейшее исследование, принятие к публикации в журнале «Астрономия и астрофизика», приняло совершенно иной подход. Вместо того чтобы строить физическую модель внутренних структур планет на основании возможно ошибочных и предвзятых предположений, авторы создали серию случайных моделей внутреннего содержания Урана и Нептуна. Затем они сравнили эти случайные модели с множеством наблюдательных данных и составили базу данных всех моделей, соответствующих этим наблюдениям.

Модели дали несколько ожидаемых результатов. Каждая планета содержит менее четверти водорода и гелия, что соответствует прогнозам, основанным на моделях формирования солнечной системы и наблюдаемых плотностях планет. Модели также сформировали слои электрически проводящих материалов, что может объяснить магнитные поля Урана и Нептуна.

Однако этот нейтральный подход принес одно крупное удивление: мы, возможно, не имеем представления о том, каковы внутренние структуры Урана и Нептуна на самом деле. Например, соотношение камня и воды для Урана варьируется от 0.04, что свидетельствует о том, что планета почти полностью состоит из воды, до 3.92, что совершенно противоположно. Нептун в этом плане немного лучше изучен, но он тоже может иметь соотношение от пяти раз больше воды, чем камня, до двух раз больше камня, чем воды.

Если это так, то «ледяные гиганты» могут оказаться неверным названием для этих планет. Большая часть их массы может быть представлена в виде скалистого материала, потенциально придавая им больше каменистого вещества, чем у Юпитера или Сатурна, несмотря на то что Нептун и Уран значительно меньше этих двух газовых гигантов.

Если эта идея подтвердится, это может ставить под сомнение существующие модели формирования солнечной системы, поскольку нам придется выяснить, каким образом достаточно каменистого материала могло попасть в внешнюю солнечную систему, чтобы накапливаться на этих планетах. Единственного специализированного космического миссия к Урану или Нептуну может разрешить эти вопросы, так как нам необходимы качественные данные от орбитального аппарата, чтобы полностью понять, что происходит.

Так, доктрина об этих двух мирах, может быть, требует пересмотра, а новые открытия призывают к тому, чтобы продолжить исследование удалённых планет в нашей солнечной системе.