Предоставлено: NRAO / AUI / NSF / С. Дагнелло.

Однако это не первая техника, которую использовали ученые. Предыдущие усилия пытались использовать обычный метод фотометрии для обнаружения колебаний на поверхности планеты. Затем эти колебания можно сопоставить с плотностью отдельных частей недр планеты. В то время как этот метод хорошо работал для Юпитера, данных фотометрии ледяных гигантов, которые у нас есть, оказалось недостаточно для определения тех же профилей плотности.

Альтернативой является использование гравитационных колебаний на поверхности планеты. В частности, существует тип модели колебаний, известный как «нормальный режим». Этот образец колебаний возникает, когда все части системы начинают колебаться с одной и той же синусоидальной частотой. А гравитационные эффекты колебаний нормальной моды в недрах планеты могут ощущаться снаружи и отражаться в самих кольцах.

Миссия Trident, которая должна была вернуться на Нептун. Кредит: Вселенная сегодня

Это также не первый раз, когда узоры колец планеты используются для расчета ее внутренней плотности. Сатурн имеет более понятную систему колец, чем Уран или Нептун, два ледяных гиганта с известными системами колец. Ученые годами проводят сейсмологический анализ системы колец Сатурна, используя данные «Вояджера» и «Кассини». Результатом является лучшее понимание некоторых нормальных режимов внутренней части планеты и, следовательно, оценка состава ядра планеты и скорости вращения основной части ее материала.

Нептун и Уран имеют ряд различных колец, хотя они не так хорошо изучены, как кольцо Сатурна. Некоторые из тех колец, которых загоняют луны-пастухи. Но, согласно новой статье, отражения резонансных волн с той же плотностью, что и в кольцах Сатурна, вероятно, присутствуют и в кольцевых системах ледяного гиганта.

Более того, те же самые резонансы могут воздействовать на внутренние луны-пастухи. Некоторые из лун могут даже создавать свои собственные резонансы, такие как резонанс Линдблада. Резонансы Линдблада, которые чаще всего наблюдаются в масштабе галактик, известны тем, что вызывают спиральные волны плотности, которые вызывают «рукава», которые можно увидеть во многих спиральных галактиках. Но в гораздо меньших масштабах тот же эффект происходит с системами планетных колец, включая Сатурн и, скорее всего, Нептун и Уран».

Планетарные кольца в Солнечной системе. Кредит: Вселенная сегодня

Проблема с использованием этих резонансов, отраженных в кольцах, часто возникает перед наукой — недостаточно данных. До сих пор ни один зонд не оставался достаточно долго, чтобы наметить детали, необходимые для полного обзора кольцевой системы. Авторы статьи и многие другие исследователи предполагают, что пришло время отправить зонд к ледяным гигантам, чтобы эффективно нанести на карту кольцевые системы, луны и множество других недавно открытых объектов, которые так трудно наблюдать с Земли. Но пока эта миссия все еще находится на чертежной доске, поэтому нам придется подождать, чтобы полностью понять интерьеры и систему колец этих холодных, бесплодных миров. По крайней мере, когда мы, наконец, отправим туда зонд, у нас будет математическая основа, которая поможет пролить свет на эти темные места.