Газовият / леденият гигант Уран отдавна е източник на мистерия за астрономите. Освен че представя някои топлинни аномалии и магнитно поле, което е извън центъра, планетата е уникална и по това, че е единствената в Слънчевата система, която се върти на своята страна. С аксиален наклон от 98 ° планетата преживява радикални сезони и цикъл ден-нощ при полюсите, където един ден и нощ траят по 42 години всеки.
Благодарение на ново проучване, ръководено от изследователи от университета в Дърам, причината за тези мистерии най-накрая може да бъде намерена. С помощта на изследователи на НАСА и множество научни организации екипът проведе симулации, които показват как Уран може да е претърпял огромно въздействие в миналото си. Това не само би обяснило екстремния наклон и магнитното поле на планетата, но и обясни защо външната атмосфера на планетата е толкова студена.
Изследването „Последици от гигантското въздействие върху ранния уран за въртене, вътрешна структура, отломки и атмосферна ерозия“, наскоро се появи в The Astrophysical Journal. Изследването беше ръководено от Джейкъб Кегеррейс, доктор на научните изследвания от Института за компютърна космология на университета в Дърам, и включваше членове от Института за екологични изследвания в района на Бей (BAER), изследователския център на Еймс на НАСА, Националната лаборатория в Лос Аламос, Лаборатории Декарт, Университета на Вашингтон и UC Санта Круз.
В името на тяхното проучване, което беше финансирано от Съвета за научни и технологични съоръжения, Кралското общество, НАСА и Националната лаборатория в Лос Аламос, екипът пусна първите компютърни симулации с висока резолюция как масовите сблъсъци с Уран ще се отразят на планетата еволюция. Както Кегерис обясни в скорошно прессъобщение на университета в Дърам:
„Уран се върти отстрани, като оста му сочи почти под прав ъгъл спрямо тези на всички останали планети в Слънчевата система. Това беше почти сигурно причинено от гигантско въздействие, но ние знаем много малко за това как всъщност се случи това и как иначе такова насилствено събитие се отрази на планетата. "
За да определи как гигантското въздействие ще повлияе на Уран, екипът проведе набор от симулации на хидродинамика на гладки частици (SPH), които в миналото също бяха използвани за моделиране на гигантското въздействие, довело до образуването на Луната (известна още като гигантското въздействие) Теория). Всичко казано, екипът изпълни над 50 различни сценария на въздействие, използвайки мощен компютър, за да види дали той ще пресъздаде условията, които оформят Уран.
В крайна сметка симулациите потвърдиха, че наклоненото положение на Уран е причинено от сблъсък с масивен предмет (между две и три земни маси), който се е състоял преди около 4 милиарда години - т.е. по време на формирането на Слънчевата система. Това беше в съответствие с предишно проучване, което показа, че въздействие върху млада протопланета, изградена от скала и лед, може да е причина за аксиалния наклон на Уран.
„Нашите открития потвърждават, че най-вероятният резултат е, че младият Уран е участвал в катаклизмичен сблъсък с обект, който е два пъти по-голям от Земята, ако не и по-голям, прехвърляйки го настрани и поставяйки в действие събитията, които са помогнали за създаването на планетата виждаме днес “, каза Кегерис.
В допълнение, симулациите отговориха на основни въпроси за Уран, повдигнати в отговор на предишни проучвания. По същество учените се чудеха как Уран може да запази атмосферата си след жесток сблъсък, който теоретично би издухал своите слоеве от водород и хелий. Според симулациите на екипа, това е било най-вероятно, защото ударът нанесъл пасящ удар върху Уран.
Това би било достатъчно, за да промени наклона на Уран, но не беше достатъчно силно, за да премахне външната му атмосфера. В допълнение, техните симулации показват, че въздействието може да изхвърли скалата и леда в орбита около планетата. Тогава това би могло да се слее до формирането на вътрешните спътници на планетата и да промени въртенето на всички съществуващи луни, които вече са в орбита около Уран.
Не на последно място, но не на последно място, симулациите предлагат възможно обяснение за това как Уран получи своето извънцентрово магнитно поле и топлинните си аномалии. Накратко, въздействието би могло да създаде разтопен лед и скосени буци скала вътре в планетата (като по този начин се отчита магнитното му поле). Той също може да създаде тънка обвивка от отломки близо до ръба на ледения слой на планетата, която би хванала вътрешна топлина, което би могло да обясни защо външната атмосфера на Уран изпитва изключително студени температури от -216 ° C (-357 ° F).
Освен да помогне на астрономите да разберат Уран, една от най-слабо разбраните планети в Слънчевата система, изследването има последици и по отношение на изучаването на екзопланети. Досега повечето от планетите, открити в други звездни системи, бяха сравними по размер и маса с Уран. Като такива, изследователите се надяват, че техните открития ще хвърлят светлина върху химичните състави на тази планета и ще обяснят как са се развили.
Както д-р Луис Теодоро - от института BAER и изследователския център на НАСА Еймс - и един от съавторите на документа, казва: „Всички доказателства сочат, че гигантските въздействия са чести по време на формирането на планетата и с този вид изследвания ние сега придобиват повече представа за техния ефект върху потенциално обитаеми екзопланети. "
В следващите години се планират допълнителни мисии за изучаване на външната Слънчева система и гигантските планети. Тези изследвания не само ще помогнат на астрономите да разберат как се е развила нашата Слънчева система, но биха могли да ни кажат и каква роля играят газовите гиганти, когато става въпрос за обитаемост.
