Розкритий секрет дивного кута нахилу осі Урана

Вчені провели симуляцію на надпотужному комп’ютері та з’ясували, що кілька мільярдів років тому відбулося зіткнення Урана, судячи з усього, з космічним тілом розміром з невелику планету.
Відносно невелику – на момент зіткнення цей об’єкт за розміром перевищував розмір планети Земля того часу десь у два рази.

Астрономи з Університету Дарема очолили міжнародну команду експертів для проведення досліджень того, як Уран прийняв таке дивне положення в просторі та які наслідки спричинив гігантський удар на еволюції планети.

Команда провела перші комп’ютерні симуляції з високою роздільною здатністю з різними зіткненнями масивних об’єктів з крижаним гігантом, щоб спробувати з’ясувати, як розвинулася планета.

Дослідження підтверджує попереднє дослідження, у якому йшлося, що похила позиція Урана була викликана зіткненням з масивним об’єктом – імовірніше, молодої протопланети з каменю й льоду за часів утворення Сонячної системи, близько чотирьох мільярдів років тому.

Дослідження також показали, що залишки протопланети створили тонкий шар опадів на краю крижаної шапки, тим самим вловлюючи тепло, що виходить від ядра Урана. Дослідники заявили, що саме це уловлювання внутрішнього тепла може частково допомогти пояснити надзвичайно холодну температуру зовнішньої атмосфери планети Уран – мінус 216 градусів Цельсія (-357 градусів за Фаренгейтом).

Провідний автор дослідження Джейкоб Кегеррейс (Jacob Kegerreis), дослідник і доктор філософії в Інституті обчислювальної космології Університету Дарема, сказав: «Уран обертається на боці, і його вісь спрямована майже під прямим кутом до всіх планет у Сонячній системі.

«І майже напевно це викликано впливом гігантської сили, але ми поки дуже мало знаємо про те, як же це сталося, і про те, як такий інцидент вплинув на саму планету. Ми провели моделювання з більш ніж 50 різними сценаріями впливу на планету з використанням потужного суперкомп’ютера, щоб побачити, чи можемо ми відтворити умови, які сформували еволюцію планети. Наші результати підтверджують, що найвірогідніший варіант подій полягав у тому, що «молодий» тоді ще Уран був залучений у катастрофічне зіткнення з об’єктом, що вдвічі перевищував масу Землі, а то й більше, яке поставило його з ніг на голову й створюючи ланцюжок подій, які допомогли створити планету в тому вигляді, у якому ми бачимо її сьогодні».

Гостро стояло питання про те, як Уран зумів зберегти свою атмосферу – адже в момент сильного зіткнення була велика ймовірність того, що атмосфера виявиться в космосі. Зіткнення було досить сильним, щоб вплинути на нахил Урана, але планета все ж змогла зберегти більшу частину своєї атмосфери.

Дослідники стверджують, що зіткнення також могло б допомогти пояснити появу кілець і супутників Урана. За допомогою симуляцій зробили припущення, що сильний удар викинув камінь і лід на орбіту навколо планети. Потім вони згрупувалися, формуючи внутрішні супутники планети і, можливо, змінили напрямок руху будь-яких раніше існуючих супутників, які вже оберталися навколо Урана.

Моделювання показує, що удар міг створити розплавлений лід і нерівномірні шматки скель усередині планети. Це може допомогти пояснити похиле й нецентральне магнітне поле Урана.

Уран схожий на найпоширеніший тип екзопланет, знайдених за межами нашої сонячної системи, і вчені сподіваються, що результати їх досліджень допоможуть пояснити, як ці планети розвивалися, і дадуть можливість зрозуміти їх хімічний склад.