Необычные свойства ледяного гиганта Урана давно озадачивают ученых. Все планеты в нашей Солнечной системе вращаются вокруг Солнца в одном направлении и в одной плоскости, что, по мнению астрономов, является пережитком того, как наша Солнечная система образовалась из вращающегося диска газа и пыли. Большинство планет в нашей Солнечной системе также вращаются в том же направлении, их полюса ориентированы перпендикулярно плоскости, в которой вращаются планеты. Однако, уникально среди всех планет, Уран наклонен примерно на 98 градусов.
Вместо того, чтобы думать о реальности звезд, разбросанных во всех направлениях и на разных расстояниях от Земли, легче понять, представив себе небесную сферу. Чтобы представить себе, что такое небесная сфера, посмотрите на ночное небо и представьте, что все звезды, которые вы видите, нарисованы на внутренней стороне сферы, окружающей #Солнечную #систему. Тогда кажется, что звезды поднимаются и садятся по мере того, как Земля движется относительно этой "сферы". Поскольку #Уран вращается и вращается вокруг #Солнца, он держит свои полюса направленными в неподвижные точки по отношению к этой сфере, поэтому кажется, что он катится и колеблется с точки зрения земного наблюдателя. У Урана также есть кольцевая система, как у #Сатурна, и множество лун 27, которые вращаются вокруг планеты вокруг ее экватора, поэтому они тоже опрокидываются. Как появился необычный набор свойств Урана, теперь объяснила исследовательская группа во главе с профессором Шигеру Идой из Института наук о земной жизни (ELSI) Токийского технологического института. Их исследование предполагает, что в начале истории нашей Солнечной системы Уран был поражен маленькой ледяной #планетой - примерно в 1-3 раза больше массы Земли - которая опрокинула молодую планету и оставила после себя ее своеобразную систему лун и колец.
Команда пришла к этому выводу, когда они строили новое компьютерное моделирование формирования Луны вокруг ледяных планет. Большинство планет в Солнечной системе имеют луны, и они демонстрируют зверинец разных размеров, орбит, состава и других свойств, которые, по мнению ученых, могут помочь объяснить, как они образовались. Есть убедительные доказательства того, что собственная луна Земли образовалась, когда скалистое тело размером с Марс ударилось о раннюю Землю почти 4,5 миллиарда лет назад. Эта идея объясняет многое о Земле и составе ее Луны, а также о том, как #Луна вращается вокруг Земли.
Ученые ожидают, что такие массивные столкновения были более распространены в ранней Солнечной системе.
И действительно, они являются частью истории о том, как формируются все планеты. Но Уран, должно быть, испытал столкновения, которые сильно отличались от земных, просто потому, что Уран образовался намного дальше от Солнца. Поскольку Земля сформировалась ближе к Солнцу, где окружающая среда была более горячей, она в основном состоит из того, что ученые называют "нелетучими" элементами, то есть они не образуют газов при нормальных давлениях и температурах земной поверхности; они сделаны из камня. Напротив, самые удаленные планеты в основном состоят из "летучих" элементов, например, таких вещей, как вода и аммиак. Несмотря на то, что под поверхностью Земли это были бы газы или жидкости, подобные температурам и давлениям, на огромных расстояниях от Солнца, вокруг которого вращаются внешние планеты, они вмерзают в твердый лед.
Согласно исследованию профессора Иды и его коллег, гигантские воздействия на далекие ледяные планеты будут полностью отличаться от тех, которые связаны со скалистыми планетами, такими как воздействие, которое, по мнению ученых, сформировало Луну Земли. Поскольку температура, при которой образуется водяной лед, низкая, ударные обломки Урана и его ледяного ударного элемента в основном испарялись во время столкновения. Возможно, это было верно и для скалистого материала, участвовавшего в столкновении Земли с Луной, но, напротив, этот скалистый материал имел очень высокую температуру конденсации, что означало, что он быстро затвердевал, и, таким образом, Луна Земли смогла собрать значительное количество мусора, образовавшегося в результате столкновения. гравитация. В случае с Ураном большой ледяной ударник смог наклонить планету, дать ей быстрый период вращения ("день" Урана в настоящее время составляет ~ 17 часов, даже быстрее, чем у Земли), и оставшийся после столкновения материал дольше оставался газообразным. Самое большое массовое тело, которое станет Ураном, затем собрало большую часть остатков, и, таким образом, нынешние спутники Урана малы. Если быть точным, то отношение массы Урана к массам лун Урана больше, чем отношение массы Земли к ее Луне более чем в сто раз. Модель Ida и коллег прекрасно воспроизводит текущую конфигурацию спутников Урана.
Как объясняет профессор Ида, "Эта модель является первой, объясняющей конфигурацию лунной системы Урана, и она может помочь объяснить конфигурации других ледяных планет в нашей Солнечной системе, таких как #Нептун. Кроме того, астрономы обнаружили тысячи планет вокруг других #звезд, так называемых экзопланет, и наблюдения показывают, что многие из недавно открытых планет, известных как суперземли в экзопланетных системах, могут состоять в основном из водяного льда, и эта модель также может быть применена к этим планетам.
Подпишитесь на канал, чтобы не пропустить новые публикации.