Urán z plynu a ledu je pro astronomy dlouho zdrojem tajemství. Kromě představení některých tepelných anomálií a magnetického pole, které je mimo střed, je planeta také jedinečná v tom, že jako jediná v Sluneční soustavě se otáčí na její straně. S axiálním sklonem 98 ° zažívá planeta radikální období a cyklus den-noc na pólech, kde každý den a noc trvá 42 let.
Díky nové studii vedené vědci z Durhamské univerzity mohl být důvod těchto záhad konečně nalezen. S pomocí vědců NASA a několika vědeckých organizací provedl tým simulace, které naznačovaly, jak Uran mohl mít v minulosti obrovský dopad. Nejenže by to odpovídalo za extrémní náklon a magnetické pole planety, ale také by vysvětlovalo, proč je vnější atmosféra planety tak studená.
Studie „Důsledky obrovských dopadů na časný uran na rotaci, vnitřní strukturu, trosky a erozi atmosféry“, se nedávno objevila v Astrofyzikální deník. Studii vedl Jacob Kegerreis, PhD výzkumník z Institutu pro výpočetní kosmologii na Durhamské univerzitě, a zahrnovali členy Institutu environmentálního výzkumu v Bay Area (BAER), výzkumného střediska NASA Ames, Národní laboratoře Los Alamos, Descartes Labs, University of Washington a UC Santa Cruz.
V zájmu jejich studie, která byla financována Radou pro vědecká a technologická zařízení, Královskou společností, NASA a Los Alamos National Laboratory, provedl tým první počítačové simulace s vysokým rozlišením, jak masivní střety s Uranem ovlivní planetu vývoj. Jak vysvětlil Kegerries v nedávné tiskové zprávě Durham University:
"Uran se točí po boku a jeho osa směřuje téměř kolmo k úhlu všech ostatních planet ve sluneční soustavě." To bylo téměř jistě způsobeno obrovským dopadem, ale víme jen velmi málo o tom, jak se to skutečně stalo a jak jinak taková násilná událost ovlivnila planetu. “
K určení toho, jak by obrovský dopad ovlivnil Uran, provedl tým sadu simulací s vyhlazenou částicovou hydrodynamikou (SPH), které byly také použity v minulosti k modelování obrovského dopadu, který vedl k vytvoření Měsíce (aka. Obří náraz) Teorie). Všichni říkali, že tým provozoval více než 50 různých scénářů dopadu pomocí vysoce výkonného počítače, aby zjistil, zda by znovu vytvořil podmínky, které utvářely Uran.
Simulace nakonec potvrdily, že nakloněná poloha Uranu byla způsobena kolizí s masivním objektem (mezi dvěma a třemi hmotami Země), ke kterému došlo zhruba před 4 miliardami let - tj. Během vytváření sluneční soustavy. To bylo v souladu s předchozí studií, která naznačovala, že za Uranův axiální náklon mohl být odpovědný dopad na mladou protoplanku vyrobenou ze skály a ledu.
"Naše zjištění potvrzují, že nejpravděpodobnějším výsledkem bylo, že mladý Uran byl zapojen do kataklyzmatické srážky s objektem dvojnásobným hmotností Země, ne-li větším, srazil ho na bok a zpracoval události, které pomohly vytvořit planetu." vidíme dnes, “řekl Kegerries.
Simulace navíc odpověděly na základní otázky týkající se Uranu, které byly vzneseny v reakci na předchozí studie. Vědci se v podstatě zajímali, jak by Uran mohl udržet svou atmosféru po násilné srážce, která by teoreticky sfoukla jeho vnější vrstvy vodíku a plynného helia. Podle týmových simulací to bylo nejpravděpodobnější proto, že dopad zasáhl Uranu ránu.
To by stačilo ke změně sklonu Uranu, ale nebylo to dost silné, aby odstranilo jeho vnější atmosféru. Kromě toho jejich simulace naznačily, že tento dopad mohl mít za následek odliv skály a ledu na oběžné dráhy kolem planety. To by se pak mohlo spojit, aby se vytvořily vnitřní satelity planety a změnit rotaci všech již existujících měsíců, které se již nacházejí na oběžné dráze kolem Uranu.
V neposlední řadě simulace nabídly možné vysvětlení toho, jak Uran získal své mimostředové magnetické pole a jeho tepelné anomálie. Stručně řečeno, dopad mohl vyvolat roztavený led a skokové shluky hornin uvnitř planety (což odpovídá jeho magnetickému poli). Mohlo by to také vytvořit tenkou vrstvu úlomků poblíž okraje ledové vrstvy planety, která by zachytila vnitřní teplo, což by mohlo vysvětlit, proč Uranova vnější atmosféra zažívá extrémně nízké teploty -216 ° C (-357 ° F).
Kromě toho, že astronomové pomáhají pochopit Uran, jednu z nejméně pochopených planet ve Sluneční soustavě, má studie také důsledky, pokud jde o studium exoplanet. Většina planet objevených v jiných hvězdných systémech byla dosud co do velikosti a hmotnosti srovnatelná s Uranem. Vědci proto doufají, že jejich nálezy osvětlí chemické složení této planety a vysvětlí, jak se vyvíjely.
Luis Teodoro - z BAER Institute a NASA Ames Research Center - a jeden ze spoluautorů článku uvedl: „Všechny důkazy ukazují na časté obří dopady během formování planety as tímto druhem výzkumu nyní získávají lepší přehled o jejich účinku na potenciálně obyvatelné exoplanety. “
V následujících letech se plánují další mise ke studiu vnější sluneční soustavy a obřích planet. Tyto studie pomohou astronomům nejen pochopit, jak se naše sluneční soustava vyvinula, ale mohli by nám také říci, jakou roli hrají obří plynní obři, pokud jde o obyvatelnost.
