Уран давно считается одной из самых загадочных планет Солнечной системы. Теперь астрономам удалось сделать там неожиданное открытие: впервые в нижних слоях его атмосферы обнаружен угарный газ.

Уран и Нептун — так называемые ледяные гиганты. В отличие от Юпитера и Сатурна, которые состоят почти исключительно из водорода и гелия, эти две планеты содержат много воды, аммиака и метана. Именно поэтому их и называют «ледяными» — хотя никакого привычного льда там, конечно, нет: речь идёт о смесях этих веществ под огромным давлением и при высоких температурах.

Угарный газ (CO) особенно интересен учёным, потому что служит своеобразным «химическим следом» кислорода в недрах планеты. Если он образуется внутри планеты, значит, там есть много кислородосодержащих веществ — прежде всего воды. Именно поэтому его присутствие в атмосфере так важно для понимания того, из чего вообще сделан Уран внутри.

До сих пор угарный газ находили на Уране лишь в верхних слоях атмосферы, причём его концентрация убывала с глубиной. Это указывало скорее на внешний источник — например, кометы или межпланетная пыль. Картина получалась принципиально иной, чем на Нептуне: там CO нашли ещё в 1990-х годах именно в нижних слоях, что свидетельствует о его происхождении из глубин планеты. Это различие породило многолетний спор: формировались ли Уран и Нептун по-разному, или данных просто не хватало для правильных выводов?

Международная команда под руководством Тибальта Кавалье из Университета Бордо (Франция) использовала комплекс радиотелескопов ALMA в чилийской пустыне Атакама. Проанализировав три серии наблюдений 2022–2024 годов, учёные впервые зафиксировали угарный газ именно в нижних, облачных слоях атмосферы Урана — там, где он может существовать только в том случае, если поступает снизу, из глубин планеты.

По концентрации обнаруженного газа исследователи подсчитали, сколько кислорода должно быть в недрах Урана. Результат оказался неожиданным: кислорода там как минимум в 52 раза больше, чем в том газопылевом облаке, из которого когда-то образовалась наша Солнечная система. Это означает, что при своём рождении Уран вбирал в себя огромное количество воды и других летучих веществ.

Помимо угарного газа, учёные впервые обнаружили в верхних слоях атмосферы Урана следы циановодорода (HCN) — ещё одного химического соединения, которое помогает отслеживать поведение азота и понять, как перемешиваются атмосферные слои планеты и поступает ли в атмосферу вещество извне.

Новые данные помогут уточнить модели внутреннего строения Урана и, возможно, наконец дадут ответ на вопрос: действительно ли история этой планеты отличается от истории её соседа Нептуна, или они всё же сформировались схожим образом?