Плински / ледени гигант Уран дуго је био мистерија астрономима. Поред тога што представља неке топлотне аномалије и магнетно поље које није ван центра, планета је јединствена и по томе што се у Сунчевом систему једини окреће на својој страни. Са аксијалним нагибом од 98 °, планета доживљава радикалне сезоне и дневно-ноћни циклус на половима где један дан и ноћ трају по 42 године.
Захваљујући новој студији коју су предводили истраживачи са Универзитета у Дурхаму, разлог за ове мистерије коначно је могао бити пронађен. Уз помоћ НАСА истраживача и више научних организација, тим је извео симулације које су показале како је Уран можда претрпео огроман утицај у својој прошлости. Не само да би се ово обрачунало са екстремним нагибом и магнетним пољем планете, већ би објаснило и зашто је спољна атмосфера планете тако хладна.
Студија, „Последице огромних утицаја раног урана на ротацију, унутрашњу структуру, крхотине и атмосферску ерозију“, недавно се појавила у Тхе Астропхисицал Јоурнал. Студију је водио Јацоб Кегерреис, доктор наука са Института за рачунарску козмологију Универзитета Дурхам, а укључивали су чланове Института за истраживање животне средине Баи (БАЕР), НАСА-овог истраживачког центра Амес, Националне лабораторије Лос Аламос, Десцартес Лабс, Универзитета у Вашингтон и УЦ Санта Цруз.
Ради њихове студије, коју је финансирало Савет за научну и технолошку опрему, Краљевско друштво, НАСА и Национална лабораторија у Лос Аламосу, тим је извео прве рачунарске симулације високе резолуције како би масовни судари са Ураном утицали на планету еволуција. Као што је Кегерриес објаснио у недавном саопштењу за универзитет Дурхам:
„Уран се врти на боку, а његова осовина је скоро под правим углом у односу на остале планете Сунчевог система. То је готово сигурно проузроковао гигантски удар, али врло мало знамо о томе како се ово заправо догодило и како је иначе такав насилни догађај утицао на планету. "
Да би утврдили како би гигантски утицај утицао на Уран, тим је извео скуп симулација хидродинамике глатких честица (СПХ), које су у прошлости такође коришћене за моделирање џиновског удара који је довео до формирања Месеца (ака. Гиант Импацт). Теорија). Све у свему, тим је извео више од 50 различитих сценарија утицаја користећи рачунар са јаким напајањем како би видео да ли ће поново створити услове који су обликовали Уран.
На крају су симулације потврдиле да је Уранус нагнут положај изазван сударом с масивним објектом (између две и три Земљине масе) који се догодио пре отприлике 4 милијарде година - тј. Током формирања Сунчевог система. То је у складу са претходном студијом која је показала да би удар на младу прото-планету направљену од камена и леда могао бити одговоран за Ураново оси нагиб.
„Наши налази потврђују да је највјероватнији исход био тај да је млади Уран био умешан у катаклизмички судар са објектом двоструко већим од масе Земље, ако не и већим, ударајући га на своју страну и постављајући догађаје који су помогли у стварању планете видимо се данас “, рекао је Кегерриес.
Поред тога, симулације су одговориле на основна питања о Урану која су постављена као одговор на претходне студије. У основи, научници су се питали како би Уран могао да задржи своју атмосферу након насилног судара, који би теоретски разнио своје слојеве водоника и хелијума. Према симулацијама тима, то је највероватније, јер је удар погодио паран ударац на Уран.
Ово би било довољно за промену Урановог нагиба, али није било довољно снажно да уклони његову спољашњу атмосферу. Поред тога, њихове симулације указале су да би утицај могао истребити камен и лед у орбиту око планете. То би тада могло да се споји у формирање унутрашњих сателита планете и да промени ротацију свих постојећих месеци који су већ у орбити око Урана.
На крају, али не најмање битно, симулације су понудиле могуће објашњење за то како је Уран добио магнетско поље ван центра и његове топлотне аномалије. Укратко, утицај би могао да створи растопљени лед и испупчене груде стена унутар планете (тако да обухвата његово магнетно поље). Такође би могла да створи танку шкољку крхотине крај ивице леденог слоја планете која би заробила унутрашњу топлоту, што би могло да објасни зашто Уранова спољна атмосфера има екстремно хладне температуре од -216 ° Ц (-357 ° Ф).
Осим што помаже астрономима да разумеју Уран, једну од најнеразумелијих планета Сунчевог система, студија такође има импликације када је у питању истраживање егзопланета. До сада је већина планета откривених у другим звезданим системима по величини и маси упоредива са Ураном. Као такви, истраживачи се надају да ће њихови налази осветлити хемијске саставе ове планете и објаснити како су се развијали.
Као што је др Луис Теодоро - са Института БАЕР и НАСА Амес Ресеарцх Центер - и један од коаутора на папиру, рекао: „Сви докази указују на то да су гигантски утицаји учестали током формирања планета, а са оваквим истраживањима ми сада добијају више увида у њихов утицај на потенцијално усељиве егзопланете. "
У наредним годинама планирају се додатне мисије за проучавање спољашњег Сунчевог система и џиновских планета. Ове студије не само да ће помоћи астрономима да разумеју како се развија наш Сунчев систем, већ би нам могли рећи и какву улогу играју гасни дивови када је реч о усељености.
