Всесвіт

Чому орбіта Урана така дивна: нова модель пояснила всі аномалії

Вчені розробили модель, яка пояснює численні аномалії і просто дивацтва в поведінці крижаної планети.

Незважаючи на те, що в Урана багато спільного з іншим крижаним гігантом нашої Сонячної системи, Нептуном, у цієї цікавої планети є ряд унікальних особливостей. Одна з них буквально впадає в очі: вісь обертання Урана настільки перекошена, що з таким же успіхом планета може лежати плазом — мова йде про колосальний нахил в 98 градусів від площини орбіти.

І, на довершення до всього, Уран обертається за годинниковою стрілкою – в протилежному напрямку від більшості інших планет Сонячної системи.

Нове дослідження знайшло правдоподібне пояснення цій дивній поведінці: супутник мігрує від планети, в результаті чого Уран перевертається на бік. І зовсім не обов’язково, щоб це був великий супутник. Це могло б зробити тіло в половину маси нашого Місяця, хоча більш імовірним суперником був би більший об’єкт.

Обґрунтування було викладено в статті під керівництвом астронома Мелейн Сайленфест з Національного центру наукових досліджень Франції. Ця стаття, ще не пройшла рецензування, була прийнята в журнал Astronomy & Astrophysics і розміщена на ресурсі препринтів arXiv.

Вчені придумали самі моделі, що пояснюють цю дивну поведінку: наприклад, масивний об’єкт, який зіткнувся з Ураном і буквально вдарив його в бік. Однак кращим поясненням є вплив групи менших об’єктів. Але ця гіпотеза піднімає питання, які ще важче пояснити, а саме, прикра схожість з Нептуном.

Ці дві планети мають дуже схожі маси, радіуси, швидкість обертання, динаміку і склад атмосфери, а також дуже дивні магнітні поля. Подібна схожість припускає, що дві планети могли народитися разом, але якщо в рівняння додати різні планетарні зіткнення, то модель починає тріщати по швах.

Це спонукало вчених шукати інші пояснення, такі як коливання, які могли бути викликані гігантською системою кілець або гігантським супутником на початку історії Сонячної системи (хоча і з іншим механізмом). Але потім, кілька років тому, Сайленфест та його колеги виявили щось цікаве про Юпітер. Завдяки своїм супутникам нахил газового гіганта може збільшитися з його нинішніх незначних 3% до приблизно 37% через кілька мільярдів років завдяки міграції його супутників назовні.

Потім вони поглянули на Сатурн і виявили, що його нинішній нахил в 26,7 градуса може бути результатом швидкої міграції його найбільшого супутника Титана. Вчені з’ясували, що це могло статися майже без будь-якого впливу на швидкість обертання планети.

Очевидно, це викликало питання про найбільш нахилену планету Сонячної системи. Тому команда провела моделювання гіпотетичної системи Урану, щоб визначити, чи може подібний механізм пояснити її особливості.

Немає нічого незвичайного в тому, що супутники мігрують. Наш власний Місяць зараз віддаляється від Землі зі швидкістю близько 4 сантиметрів на рік. Тіла, що обертаються навколо загального центру ваги, впливають один на одного приливною силою, яка поступово уповільнює їх обертання. У свою чергу, це послаблює хватку гравітації, так що відстань між двома тілами збільшується.

Повертаючись до Урану, команда провела моделювання з низкою параметрів, включаючи масу гіпотетичного супутника. І вони виявили, що супутник з мінімальною масою приблизно в половину маси земного Місяця може нахилити Уран на 90 градусів, якщо він мігрує більш ніж в 10 разів більше радіусу Урану зі швидкістю більше 6 сантиметрів на рік.

Однак, великий супутник, порівнянний за розміром з Ганімедом, з більшою ймовірністю в симуляціях викликав нахил і обертання, які ми спостерігаємо сьогодні на Урані. Однак мінімальна маса – близько половини земного Місяця – приблизно в чотири рази перевищує сукупну масу відомих нині супутників Урана.

Робота пояснює і цю обставину. При нахилі близько 80 градусів супутник дестабілізувався, викликаючи хаотичну фазу для осі обертання, яка закінчилася, коли супутник в кінцевому підсумку зіткнувся з планетою, фактично “скам’янівши” осьовий нахил і обертання Урана.

“Нова картина нахилу Урану здається нам дуже багатообіцяючою”, – пишуть дослідники.


Підписуйтеся на нас в Гугл Новини, а також читайте в Телеграм і Фейсбук


comments powered by HyperComments
Back to top button
comments powered by HyperComments