Две внешние планеты-гиганты Солнечной системы имеют одинаковые массы, но в то же время между ними есть некоторые разительные различия. Исследователи из NCCR PlanetS в Университете Цюриха, возможно, нашли объяснение этому парадоксу: по их мнению, различия вызвали столкновения планет с массивными телами.
Уран и Нептун - планеты нашей системы, вращающиеся дальше всего от Солнца. По размерам, массам и удаленности от Солнца они довольно похожи. Обе также явно отличаются от внутренних похожих на Землю скалистых планет и газовых гигантов - Юпитера и Сатурна. Однако между этими планетами также есть разительные различия. Так думают Кристиан Рейнхардт, изучающий Уран и Нептун, а также Алиса Чау, Йоахим Штадель и Равит Хеллед, члены команды PlanetS в Цюрихском университете.
Например, Уран и его самые большие спутники наклонены примерно на 97 градусов от направления, перпендикулярного эклиптике, а ось вращения планеты почти находится в плоскости солнечной системы. Кроме того, Уран вращается в другом направлении относительно Солнца. И это еще не все. Большие спутники Урана вращаются вокруг планеты под большим углом к планете, намекая, что они образовались из чего-то похожего на диск материи, например, из которого образовалась Луна Земли. С другой стороны, Тритон, самый большой спутник Нептуна, имеет гораздо более наклонную орбиту, и, следовательно, скорее всего, это объект был захвачен этой планетой в более поздний период, а не сформированный из околопланетного диска вещества. И есть много признаков того, что Уран
и Нептун могут сильно отличаться с точки зрения тепловых потоков и внутренней структуры.
«Часто предполагается, что обе планеты сформировались одинаково». Это легко объясняет их очень похожие массы, среднее расстояние от Солнца и, возможно, состав. Но откуда произошли важные различия между ними? Поскольку, как мы знаем, события столкновения распространены во время формирования и ранней эволюции планетных систем, было предложено, чтобы это были различные древние столкновения, которые могли оказать существенное влияние на существенные отличия между Ураном и Нептуном. Между тем, во всех предыдущих работах исследовались только те столкновения, которые могли повлиять на структуру и параметры орбиты Урана, но такие исследования были строго ограничены из-за больших упрощений в расчетах», - объясняет Алиса Чау.
Однако теперь впервые команда из Цюрихского университета исследовала возможные эффекты и последствия ряда различных столкновений с участием обеих планет с использованием современных компьютерных симуляций высокого разрешения. Ученые показали, что столкновение Урана и Нептуна с телами массой в диапазоне от 1 до 3 масс Земли вполне может объяснить наблюдаемые различия. В случае Урана столкновение сильно наклонило планету относительно ее первоначальной орбиты, но не сильно повлияет на ее внутреннюю часть.
С другой стороны, лобовое столкновение Нептуна с инородным телом сильно повлияло на его внутреннюю структуру, но не привело к формированию вокруг него диска из материи, что хорошо согласуется с наблюдаемым отсутствием крупных лун этой планеты на регулярных орбитах. Гипотеза о таком столкновении, которое может серьезно изменить внутренний состав планеты, также подтверждается данными наблюдений в виде большего теплового потока Нептуна.
«Это ясно показывает, что изначально подобный путь создания Урана и Нептуна из-за столкновения с другими телами мог привести к значительной дихотомии в свойствах этих очаровательных внешних планет», - заключает Равит Хеллед. Будущие миссии НАСА и ЕКА на Уран и Нептун могут предоставить новые ключевые ограничения для этого типа сценария, а также дополнить наше понимание формирования Солнечной системы и экзопланет, которых уже известно более 4000.
Источник: nccr-planets.ch
