4630 8

Происхождение странностей Урана объяснили японские астрономы

Необычные атрибуты ледяного гиганта Урана давно озадачивали ученых. Все планеты в солнечной системе вращаются вокруг Солнца в одном и том же направлении и в одной плоскости, что, как считают астрономы, является следом того, как наша солнечная система образовалась из вращающегося диска из газа и пыли. Большинство планет также вращаются в том же направлении, причем их полюса ориентированы перпендикулярно плоскости, в которой вращаются планеты. Однако уникальным среди всех планет Уран делает его наклон примерно на 98 градусов.

По мере того, как Уран вращается вокруг Солнца, он сохраняет свои полюсы направленными в фиксированные точки относительно небесной сферы, поэтому он, кажется, вращается и качается с точки зрения наблюдателя с Земли. У Урана также есть система колец, подобная Сатурну, и 27 лун, которые вращаются вокруг его экватора; таким образом, они также наклонены относительно плоскости эклиптики.

Происхождение необычного набора свойств Урана теперь было объяснено исследовательской группой во главе с профессором Сигеру Ида из Института наук о Земле и жизни (ELSI) Токийского технологического института. Их исследование показывает, что в начале истории нашей солнечной системы Уран был поражен маленькой ледяной планетой, примерно в три раза больше массы Земли.

Команда пришла к такому выводу при создании новой компьютерной симуляции формирования луны вокруг ледяных планет. Большинство планет в солнечной системе имеют спутники разных размеров, орбит, составов и других свойств, которые, как полагают ученые, могут помочь объяснить, как они образовались. Существуют убедительные доказательства того, что собственная луна Земли образовалась, когда скалистое тело размером с Марс ударило в раннюю Землю почти 4,5 миллиарда лет назад. Эта идея многое объясняет о Земле и составе Луны, а также о том, как Луна вращается вокруг Земли.

Ученые ожидают, что такие массивные столкновения были распространены в ранней Солнечной системе. Действительно, они являются частью истории о том, как все планеты формируются. Но Уран, должно быть, испытал удары, которые сильно отличались от Земли, просто потому, что Уран образовался намного дальше от Солнца. Поскольку Земля сформировалась ближе к Солнцу, где среда была более горячей, в основном она состоит из того, что ученые называют «нелетучими» элементами, то есть они не образуют газы при нормальных давлениях и температурах на поверхности Земли - они сделаны из камня. Напротив, внешние планеты в основном состоят из летучих элементов, таких как вода и аммиак. Несмотря на то, что это газы или жидкости при температурах и давлениях на поверхности Земли, но на огромных расстояниях от Солнца они замерзают в твердый лед.

Согласно исследованию профессора Иды и его коллег, гигантские воздействия на далекие ледяные планеты будут полностью отличаться от воздействий на каменистые планеты, таких как воздействие, которое, по мнению ученых, образовало луну Земли. Поскольку водяной лед образуется при низких температурах, во время столкновения осколки от удара по Урану и его ледяного ударника в основном испаряются.

Возможно, это также относится и к скальному материалу, участвующему в образовании Луны. Но, напротив, этот скальный материал имел очень высокую температуру конденсации, то есть быстро затвердевал, и, таким образом, луна Земли смогла собрать значительное количество мусора, созданного в результате столкновения из-за собственной гравитации.

В случае с Ураном большой ледяной ударник смог наклонить планету, дать ей период быстрого вращения (в настоящее время день Урана составляет около 17 часов, даже быстрее, чем у Земли), а оставшийся материал от столкновения оставался газообразным дольше. Самое большое по массе тело, которое должно было стать Ураном, затем собрало большую часть остатков, и, таким образом, луны Урана маленькие. Чтобы быть точным, отношение массы Урана к массам лун Урана больше, чем отношение массы Земли к ее луне более чем в 100 раз. Модель Иды и ее коллег прекрасно воспроизводит текущую конфигурацию спутников Урана.

Профессор Ида также сообщил: «Эта модель является первой, которая объясняет конфигурацию лунной системы Урана, и она может помочь объяснить конфигурации других ледяных планет в нашей солнечной системе, таких как Нептун. Помимо этого, астрономы обнаружили тысячи планет вокруг другие звезды, так называемые экзопланеты, 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».

(Добавил: RoboAstroNews)

Поддержи AstroNews           Читайте AstroNews в Яндекс.Дзен