Раскрыт секрет странного угла наклона оси Урана

Ученые провели симуляцию на сверхмощном компьютере и выяснили, что несколько миллиардов лет назад произошло столкновение Урана, судя по всему, с космическим телом размером с небольшую планету. Относительно небольшую – на момент столкновения этот объект по размеру превышал размер планеты Земля того времени где-то в два раза.

Астрономы из Университета Дарема возглавили международную команду экспертов для проведения исследований того, как Уран принял столь странное положение в пространстве и какие последствия оказал гигантский удар на эволюции планеты.

Команда провела первые компьютерные симуляции высокого разрешения с различными столкновениями массивных объектов с ледяным гигантом, чтобы попытаться выяснить, как развилась планета.

Исследование подтверждает предыдущее исследование, в котором говорилось, что наклонная позиция Урана была вызвана столкновением с массивным объектом — скорее всего, молодой протопланетой из камня и льда во времена образования Солнечной системы, около четырех миллиардов лет назад.

Исследования также показали, что остатки протопланеты создали тонкий слой осадков на краю ледяной шапки, тем самым улавливая тепло, исходящее от ядра Урана. Исследователи заявили, что именно это улавливание внутреннего тепла может частично помочь объяснить чрезвычайно холодную температуру внешней атмосферы планеты Уран —  минус 216 градусов Цельсия (-357 градусов по Фаренгейту).

Ведущий автор исследования Джейкоб Кегеррейс (Jacob Kegerreis), исследователь и доктор философии в Институте вычислительной космологии Университета Дарема, сказал: «Уран вращается на боку, и его ось направлена ​​почти под прямым углом ко всем планетам в Солнечной системе.

«И почти наверняка это вызвано воздействием гигантской силы, но мы пока очень мало знаем о том, как же это произошло, и о том, как такой инцидент повлиял на саму планету. Мы провели моделирование с более чем 50 различными сценариями воздействия на планету с использованием мощного суперкомпьютера, чтобы увидеть, можем ли мы воссоздать условия, которые сформировали эволюцию планеты. Наши результаты подтверждают, что наиболее вероятный вариант событий заключался в том, что «молодой» тогда еще Уран был вовлечен в катастрофическое столкновение с объектом, вдвое превышающим массу Земли, если не больше, поставившее его с ног на голову и создавая цепочку событий, которые помогли создать планету в том виде, в котором мы видим ее сегодня».

Остро стоял вопрос о том, как Уран сумел сохранить свою атмосферу – ведь в момент сильного столкновения была большая вероятность того, что атмосфера окажется в космосе. Столкновение было достаточно сильным, чтобы повлиять на наклон Урана, но планета все же смогла сохранить большую часть своей атмосферы.

Исследователи утверждают, что столкновение также могло бы помочь объяснить образование колец и спутников Урана. С помощью симуляций сделали предположение, что сильный удар выбросил камень и лед на орбиту вокруг планеты. Затем они сгруппировались, формируя внутренние спутники планеты и, возможно, изменили направление движения любых ранее существовавших спутников, уже вращающихся вокруг Урана.

Моделирование показывает, что удар мог создать расплавленный лед и неравномерные куски скал внутри планеты. Это может помочь объяснить наклонное и нецентральное магнитное поле Урана.

Уран похож на самый распространенный тип экзопланет, найденных за пределами нашей солнечной системы, и ученые надеются, что результаты их исследований помогут объяснить, как эти планеты развивались, и дадут возможность понять их химический состав.