Космическое столкновение "повалило" Уран на бок

Согласно новой гипотезе, причиной необычно сильного наклона оси Урана к плоскости его орбиты могло стать мощное столкновение с другим массивным объектом миллиарды лет назад. Этот объект мог быть размером с две Земли.

Уран – во многом уникальная планета. «Все планеты в Солнечной системе вращаются вокруг своей оси с примерно одинаковым наклоном, однако Уран вращается, лёжа на боку», рассказывает Якоб Кегеррейс (Jacob Kegerreis), главный автор нового исследования, сотрудник Института вычислительной космологии из Университета Дарэма (Durham University's Institute for Computational Cosmology) в Великобритании. И не только этот факт делает Уран такой странной планетой.

По его словам, у Урана «очень, очень странное» магнитное поле и крайне низкая температура, которая «должна» быть выше наблюдаемой. В своём исследовании, Кегеррейс с коллегами попытались объяснить многие необычные параметры Урана столкновением с ним массивного ледяного объекта около 4 миллиардов лет назад.

Чтобы лучше понять, каким образом это столкновение повлияло на эволюцию Урана, исследователи впервые провели симуляцию столкновений массивных тел на мощном суперкомпьютере. Данное исследование подтвердило уже давно бытовавшую гипотезу, согласной которой значительный наклон оси Урана вызван столкновением с массивным космическим объектом.

Исследователи полагают, что этот объект, скорее всего, представлял собой молодую протопланету, состоящую изо льда и каменистых пород. По словам Кегеррейса, столкновение – это «в сущности, единственный способ» объяснить столь сильный наклон оси Урана.

Как ни удивительно, но Уран удержал свою атмосферу после столкновения. Скорее всего, это произошло потому, что объект лишь слегка задел планету, ударив её с силой, достаточной для изменения её наклона, но недостаточной, чтобы повлиять на её атмосферу.

Судя по всему, подобные столкновения – не редкость во Вселенной. «Имеющиеся данные указывают на то, что мощные столкновения – частое явление в период формирования планеты. Исследование данного феномена даёт нам лучшее представление о потенциально пригодных для жизни экзопланетах», говорит Луис Теодоро (Luis Teodoro), соавтор данного исследования, исследователь в Институте BAER и в Исследовательском центре Эймса (BAER/NASA Ames Research Center).

Ударив по Урану, этот гигантский объект не только увеличил наклон его оси. Согласно данному исследованию, в момент столкновения некоторые обломки могли образовать тонкую оболочку, которая не пропускает тепло от ядра планеты наверх. Это может по крайней мере частично объяснять, почему верхние слои атмосферы Урана имеют очень низкую температуру.

По словам Кегеррейса, гипотеза столкновения также способна объяснить ещё две странности Урана. Во-первых, как и почему сформировались некоторые из его спутников. Учёные полагают, что при столкновении часть каменистых пород и льда могла быть выброшена на орбиту молодого Урана и со временем из этого вещества образовались некоторые 27 его спутников. Помимо этого, столкновение могло изменить параметры движения тех спутников Урана, которые уже существовали в то время.

Исследователи также полагают, что столкновение могло привести к появлению расплавленного льда и кусков породы в недрах Урана, что наклонило ось его магнитного поля.

По словам Кегеррейса, в дальнейшем он с коллегами займётся симуляцией столкновения с еще более высокой детализацией, чтобы лучше понять эволюцию Урана. Также его группа будет изучать химический состав Урана и влияние столкновения на его атмосферу.

Результаты данного исследования опубликованы в The Astrophysical Journal от 2 июля 2018 года.

Источник: www.space.com