Oprindelsen af ​​Uranus mærkværdigheder forklaret af japanske astronomer

Isgiganten Uranus' usædvanlige egenskaber har længe undret videnskabsmænd. Alle planeterne i solsystemet drejer rundt om solen i samme retning og i samme plan, som astronomer mener er et levn af, hvordan vores solsystem er dannet af en roterende skive af gas og støv. De fleste af planeterne roterer også i samme retning, med deres poler orienteret vinkelret på det plan, som planeterne kredser i. Imidlertid, unikt blandt alle planeterne, Uranus hælder omkring 98 grader.

I stedet for at tænke på virkeligheden af ​​stjerner spredt i alle retninger og i forskellige afstande fra Jorden, det er lettere at forstå ved at forestille sig den himmelske sfære. For at forestille dig, hvad den himmelske sfære er, kig op på nattehimlen og forestil dig, at alle de stjerner, du ser, er malet på indersiden af ​​en kugle, der omgiver solsystemet. Stjerner ser så ud til at stige og gå ned, når Jorden bevæger sig i forhold til denne "kugle". Når Uranus roterer og kredser om solen, den holder sine poler rettet mod faste punkter i forhold til denne sfære, så det ser ud til at rulle rundt og vakle fra en jordobservatørs perspektiv. Uranus har også et ringsystem som Saturns, og en række af 27 måner, der kredser om dens ækvator; dermed, de er også tippet i forhold til ekliptikkens plan. Oprindelsen af ​​Uranus' usædvanlige sæt af egenskaber er nu blevet forklaret af et forskerhold ledet af professor Shigeru Ida fra Earth-Life Science Institute (ELSI) ved Tokyo Institute of Technology. Deres undersøgelse tyder på, at tidligt i vores solsystems historie, Uranus blev ramt af en lille, den iskolde planet er omkring en til tre gange Jordens masse, som væltede den unge planet og efterlod sit idiosynkratiske måne- og ringsystem som en rygende pistol.

Holdet kom til denne konklusion, mens de konstruerede en ny computersimulering af månedannelse omkring iskolde planeter. De fleste af planeterne i solsystemet har måner af forskellig størrelse, kredsløb, sammensætninger og andre egenskaber, som videnskabsmænd mener kan hjælpe med at forklare, hvordan de er dannet. Der er stærke beviser for, at Jordens egen enkeltmåne blev dannet, da en stenet krop på størrelse med Mars ramte den tidlige Jord for næsten 4,5 milliarder år siden. Denne idé forklarer en hel del om Jorden og månens sammensætning, og måden månen kredser om Jorden.

Forskere forventer, at sådanne massive kollisioner var mere almindelige i det tidlige solsystem; Ja, de er en del af historien om, hvordan alle planeter menes at dannes. Men Uranus må have oplevet påvirkninger, der var meget forskellige fra Jorden, simpelthen fordi Uranus dannede sig så meget længere fra solen. Siden Jorden blev dannet tættere på solen, hvor miljøet var varmere, det er for det meste lavet af, hvad videnskabsmænd kalder 'ikke-flygtige' elementer, hvilket betyder, at de ikke danner gasser ved normale jordoverfladetryk og temperaturer; de er lavet af sten. I modsætning, de yderste planeter er stort set sammensat af flygtige grundstoffer som vand og ammoniak. Selvom disse er gasser eller væsker under jordoverfladetemperaturer og -tryk, i store afstande fra solen, de fryses til fast is.

Ifølge professor Ida og hans kollegers undersøgelse, gigantiske påvirkninger på fjerne iskolde planeter ville være helt anderledes end dem, der involverer klippeplaneter, som forskerne mener dannede Jordens måne. Fordi vandis dannes ved lave temperaturer, nedslagsrester fra Uranus og dens iskolde stødlegeme ville for det meste være fordampet under kollisionen. Dette kan også have været sandt for det stenede materiale involveret i Jordens månedannende nedslag, men derimod dette stenede materiale havde en meget høj kondensationstemperatur, hvilket betyder at det størknede hurtigt, og dermed var Jordens måne i stand til at samle en betydelig mængde af affaldet skabt af kollisionen på grund af sin egen tyngdekraft.

I tilfældet med Uranus, en stor, icy impactor var i stand til at vippe planeten, giv det en hurtig rotationsperiode (Uranus' dag er i øjeblikket omkring 17 timer, endnu hurtigere end Jordens), og restmaterialet fra kollisionen forblev gasformigt længere. Det største masselegeme, som ville blive Uranus, så indsamlede de fleste rester, og dermed, Uranus' måner er små. For at være præcis, forholdet mellem Uranus' masse og Uranus' månernes masser er større end forholdet mellem Jordens masse og dens måne med en faktor på mere end 100. Ida og kollegers model gengiver smukt den nuværende konfiguration af Uranus' satellitter.

Professor Ida siger:"Denne model er den første til at forklare konfigurationen af ​​Uranus' månesystem, og det kan hjælpe med at forklare konfigurationerne af andre iskolde planeter i vores solsystem, såsom Neptun. Ud over dette, astronomer har nu opdaget tusindvis af planeter omkring andre stjerner, såkaldte exoplaneter, og observationer tyder på, at mange af de nyopdagede planeter kendt som super-jorde i exoplanetariske systemer kan bestå hovedsageligt af vandis, og denne model kan også anvendes på disse planeter."