На расстоянии 2,8 миллиардов километров от Земли летит в пространстве огромный мир голубого цвета, названый в честь древнегреческого бога неба Урана.
Уран, как и Нептун, относится к классу «ледяных гигантов». Этот класс планет значительно отличается от гораздо более крупных «газовых гигантов» Сатурна и Юпитера. По большей части Уран состоит из водорода и газообразного гелия, но значительные количества воды, метана и аммиачного «льда» придают планете другой цвет, отличный от «газовых гигантов». По размеру Уран имеет радиус в четыре раза больше земного. Внутри сферы ледяного гиганта могут поместиться около 16 планет размером с Землю.
Человечество долгое время не обращало внимания на Уран после того, как зонд «Вояджер-2» исследовал его еще в 1986 году. На данный момент повторная миссия ожидается нескоро, лишь в далёкой перспективе. Пока мы не вернемся к нему, некоторые важные загадки будут продолжать будоражить наше воображение.
Почему у него боковое вращение?
С точки зрения их вращения, планеты и Солнце можно представить как вращающиеся волчки, помещенные на стол, и все они вращаются вокруг оси, более или менее в одной плоскости.
Кроме Урана. Он имеет наклон оси вращения около 98 градусов, что означает, что его «северный» и «южный» полюса будут находится почти там, где проходит экватор у Земли. Планета выглядит так, как будто её просто взяли и повернули на бок.
Как это могло произойти? Если исключить какие-либо более вероятные альтернативы, ученые делают ставку на то, что тело размером с Землю столкнулось с Ураном в начале истории Солнечной системы и повернуло планету.
«Удар – единственный механизм, который мы можем придумать для объяснения этого», – сказал Марк Хофштадтер, старший научный сотрудник Лаборатории реактивного движения НАСА.
Тот факт, что 13 колец Урана и пара десятков с лишним лун, окружающих планету, также перевернуты, подтверждает эту теорию.
«Возможно, еще до того, как спутники сформировались или закончили формирование, все перевернулось», – сказал Хофштадтер.
Уран сохраняет хладнокровие
Как ни странно, Уран почти совсем не излучает тепла в космос, что делает его уникальным среди планет нашей солнечной системы. Считается, что внутри планет остаётся тепло после процесса их формирования. Например, недра Земли остаются горячими и расплавленными.
Тот же самый планетарный удар, который повернул Уран на бок, также мог бы объяснить отсутствие у него внутреннего тепла. По словам Хофштадтера, если бы что-то гигантское столкнулось с Ураном, то это столкновение могло всколыхнуть его внутреннюю часть.
«Это помогло поднять горячий материал, который находился глубоко внутри, к поверхности, и таким образом помогло Урану быстрее остыть», - сказал Хофштадтер.
Второе предположение заключается в том, что нормальный тепловой поток от внутреннего тепла к более прохладной поверхности, называемый конвекцией, работает неправильно.
«Мы надеемся, что если мы узнаем больше о внутренней структуре Урана, то мы увидим область, где конвекция подавлена», – сказал Хофштадтер.
Странная магнитосфера
У Урана ось вращения наклонена на 98 градусов и её направление почти соответствует плоскости Солнечной системы. Кроме того, ось магнитного поля имеет большой наклон по отношению к оси вращения. Сочетание этих факторов не только дает Урану сильно изменчивую магнитосферу, но и предполагает, что магнитное поле планеты может быть создано другим механизмом, отличающимся от того, что есть у Земли, Юпитера и Сатурна. Существует теория, что большой наклон магнитного поля может быть вызван из-за циркуляции электропроводной жидкости в конвективном слое, расположенном между ядром и поверхностью планеты.
Где образовался Уран?
Недавние модели формирования и развития внешних планет Солнечной системы предполагают, что Сатурн и два ледяных гиганта Уран и Нептун когда-то были расположены гораздо ближе к Юпитеру.
Вскоре после образования Солнечной системы кумулятивное гравитационное взаимодействие маленьких планетезималей, кружащихся вокруг, привело к резкому удалению Сатурна, Урана и Нептуна от Юпитера.
«Они могли удвоить или утроить расстояние от Солнца», – сказал Хофштадтер.
В свою очередь, это сдвиг очистил большую часть оставшегося мусора от зародыша Солнечной системы. Многие ледяные тела, вероятно, были брошены на Землю и внутренние планеты во время этой «поздней тяжелой бомбардировки», начавшейся 4,1 миллиарда лет назад. На нашу планету попали вода и органические вещества, которые, возможно, имеют решающее значение для создания условий для развития жизни.
«Раскрытие истории Урана и того, как он повлиял на нашу планету, поможет понять как может возникнуть и существовать жизнь в других солнечных системах. Согласно данным космического телескопа «Кеплер», охотящегося за планетами, ледяные гиганты могут быть самым распространенным типом планет в галактике», – сказал Хофштадтер.
Миранда – мечта скалолаза
По сравнению с множеством спутников, вращающихся вокруг Юпитера и Сатурна, набор из 27 спутников Урана менее экзотичен. Но одна луна под названием Миранда выделяется тем, что обладает одной из самых грубых поверхностей среди всех известных астрономических тел. У этой маленькой луны есть глубокие каньоны, террасированные слои и скала глубиной около 20 километров, самая глубокая из известных в Солнечной системе.
Одна теория, лежащая в основе геологического беспорядка Миранды, предполагает, что льды, текущие внутри луны, нагретые гравитационным сжатием от Урана и других лун, были вытолканы на поверхность. Другая утверждает, что Миранда несколько раз разбивалась на части и снова собиралась вместе, создавая неровный и пестрый рельеф.
«Хотя первая теория в настоящее время более популярна, я думаю, что на данном этапе должны быть рассмотрены обе», – заключил Хофштадтер.
Подписывайтесь на канал Глубины космоса, будет много интересного!
Читайте также:
10 самых необычных космических открытий 2020 года
Откуда Энцелад получает энергию
Папирус, которому 3200 лет, содержит астрофизическую информацию
