Астрономы думают, что знают причину отклонения оси Урана от ненормального: ScienceAlert

Уран марширует в такт своему странному маленькому барабану.

Хотя он имеет много общего с другим ледяным гигантом в нашей Солнечной системе, Нептуном, у него есть свои особенности.

И одну из этих вещей невозможно не заметить: его ось вращения настолько перекошена, что он может еще и лежать. Это огромный наклон в 98 градусов от плоскости орбиты.

Прежде всего, она вращается по часовой стрелке — в противоположном направлении по отношению к большинству других планет Солнечной системы.

Новое исследование дало правдоподобное объяснение этому странному поведению: луна мигрирует от планеты, перетаскивая Уран на бок. И даже не обязательно, чтобы это была большая луна. Что-то с половиной массы нашей Луны могло бы сделать это, хотя наиболее вероятным соперником была бы более крупная луна.

Причина объясняется в исследовательской работе под руководством астронома Милен Силенвест из Национального центра научных исследований Франции. Эта статья, не прошедшая рецензирования, была принята в журнал. Астрономия и астрофизика и размещен на допечатном ресурсе arXiv.

Ученые придумали модели, объясняющие это странное поведение, например, огромное тело, столкнувшееся с Ураном и буквально ударил ее в бокно наиболее предпочтительным Объяснение он Упаковка Из меньшие объекты.

Однако эта гипотеза поднимает вопросы, которые трудно объяснить: тревожное сходство с Нептуном.

Две планеты имеют очень похожие массы, радиусы, скорость вращения, динамику и состав атмосферы, а также странные магнитные поля. Эти сходства предполагают, что две планеты могли родиться вместе, и их примирение становится еще более трудным, если вы добавите в смесь эффекты ядра планеты.

Это привело ученых к поиску других объяснений, таких как флуктуации, которые она может дать. Система гигантских колец или гигантская луна В начале истории Солнечной системы (хотя и с другим механизмом).

Но потом, несколько лет назад, Сайленфест и его коллеги нашли кое-что интересное. Юпитер. Благодаря своим спутникам наклон газового гиганта может увеличиться с нынешних 3 процентов до Около 37 процентов за несколько миллиардов летБлагодаря внешней миграции его спутников.

Затем они взглянули на Сатурн и обнаружили, что его нынешнее наклонение в 26,7 градуса может быть результатом Быстрая миграция наружу со своей самой большой луныИ Титан. Они обнаружили, что это могло произойти почти без какого-либо влияния на скорость вращения планеты.

Это, очевидно, вызвало вопросы о наиболее наклоненных планетах Солнечной системы. Поэтому команда провела моделирование гипотетической системы Урана, чтобы определить, может ли подобный механизм объяснить ее особенности.

Луны нередко мигрируют. Наша Луна в настоящее время удаляется от Земли со скоростью 4 сантиметра (1,6 дюйма) в год. Объекты, вращающиеся вокруг переменного центра тяжести, воздействуют друг на друга приливной силой, которая постепенно замедляет их вращение. Это, в свою очередь, ослабляет хватку гравитации, так что пространство между двумя объектами расширяется.

Вернувшись к Урану, команда провела моделирование с использованием ряда параметров, включая массу гипотетической луны. Они обнаружили, что луна с массой не менее половины массы земной луны может наклонить Уран примерно на 90 градусов, если он мигрирует более чем в 10 раз больше радиуса Урана со скоростью более 6 сантиметров в год.

Тем не менее, большая луна, похожая по размеру на Ганимед, с большей вероятностью в симуляциях вызывала наклон и вращение, которые мы наблюдаем сегодня на Уране. Однако минимальная масса — около половины земной луны — примерно в четыре раза превышает совокупную массу известных в настоящее время спутников Урана.

Работа также объясняет это. при наклоне около 80 градусов, Луна Он стал нестабильным, что привело к хаотической фазе его оси вращения, которая закончилась, когда Луна в конце концов столкнулась с планетой, «окаменев» осевой наклон и вращение Урана.

«Это новое изображение наклона Урана кажется нам очень многообещающим», пишут исследователи.

«Насколько нам известно, это первый случай, когда единый механизм смог наклонить Уран и повернуть его ось вращения в конечное состояние, не вызывая гигантского толчка или других внешних явлений. Кульминацией большинства успешных запусков является положение Уран, который возникает в результате естественной динамики, «хм Продолжать.

«Эта картина также выглядит привлекательной как общее явление: Юпитер сегодня вот-вот начнет свою фазу наклона, Сатурн может быть на полпути, а Уран завершил свою последнюю фазу с разрушенным спутником».

Исследователи говорят, что неясно, был ли на Уране спутник достаточно большой и с достаточно высокой скоростью миграции, чтобы создать этот сценарий, который было бы трудно показать с помощью наблюдений.

Однако лучшее понимание текущей скорости миграции спутников Урана поможет решить эти вопросы. Если они мигрировали с высокой скоростью, это могло означать, что они образовались из обломков древней луны после того, как она была разрушена много эонов назад.

Приносить Этот зонд Уран.

Поиск был принят Астрономия и астрофизика и доступно в arXiv.