Plinski / ledeni velikan Uran je bil astronomom že dolgo skrivnost. Poleg predstavitve nekaterih toplotnih anomalij in magnetnega polja, ki ni v središču, je planet edinstven tudi po tem, da se edini v Osončju vrti na svoji strani. Z osnim nagibom za 98 ° planet doživlja korenite letne čase in dnevno-nočni cikel na polih, kjer vsak dan traja en dan in noč.
Zahvaljujoč novi raziskavi, ki so jo vodili raziskovalci z univerze v Durhamu, so morda končno našli razlog za te skrivnosti. S pomočjo Nasinih raziskovalcev in številnih znanstvenih organizacij je skupina izvedla simulacije, ki so pokazale, kako je Uran v svoji preteklosti morda močno vplival. Ne samo, da bi to upoštevalo ekstremni nagib in magnetno polje planeta, temveč bi tudi razložilo, zakaj je zunanja atmosfera planeta tako hladna.
Študija "Posledice velikanskih vplivov zgodnjega urana na vrtenje, notranjo strukturo, razbitine in atmosfersko erozijo" je bila nedavno objavljena v The Astrophysical Journal. Študijo je vodil raziskovalec doktorata Jacob Kegerreis z Inštituta za računalniško kozmologijo univerze Durham in vključil člane inštituta Bay Area Environmental Research (BAER), Nasinega raziskovalnega centra Ames, Nacionalnega laboratorija v Los Alamosu, Descartes Labs, Univerze v Washington in UC Santa Cruz.
Zaradi študije, ki jo je financiral Svet za znanstvene in tehnološke zmogljivosti, Kraljevo društvo, NASA in Nacionalni laboratorij v Los Alamosu, je ekipa izvedla prve računalniške simulacije visoke ločljivosti, kako bi ogromni trki z Uranom vplivali na planet evolucija. Kot je Kegerries pojasnil v nedavnem sporočilu za javnost univerze Durham:
„Uran se vrti na svoji strani, njegova os pa je skoraj pod pravim kotom usmerjena proti tistim na vse ostale planete v osončju. To je skoraj zagotovo povzročil velikanski vpliv, vendar vemo zelo malo o tem, kako se je to dejansko zgodilo in kako drugače je tak silovit dogodek vplival na planet. "
Da bi ugotovili, kako bi velikanski vpliv vplival na Uran, je skupina izvedla nabor simulacij hidrodinamike zglajenih delcev (SPH), ki so jih v preteklosti uporabljali tudi za modeliranje velikanskega vpliva, ki je privedel do nastanka Lune (aka. Velikanski vpliv). Teorija). Po vsem tem je ekipa uporabila več kot 50 različnih scenarijev udarcev z uporabo zmogljivega računalnika, da bi videla, ali bi ustvarila pogoje, ki so oblikovali Uran.
Na koncu so simulacije potrdile, da je nagnjen položaj Urana povzročil trk z ogromnim objektom (med dvema in tremi zemeljskimi masami), ki se je zgodil pred približno 4 milijardami let - to je med tvorbo Osončja. To je bilo skladno s prejšnjo študijo, ki je pokazala, da bi lahko vpliv na osno nagib Urana povzročil vpliv mladega proto-planeta iz kamnin in ledu.
"Naše ugotovitve potrjujejo, da je bil najverjetnejši izid, da je bil mladi Uran vpleten v kataklizmični trk s predmetom, ki je dvakrat večji od Zemljine mase, če ne celo večji, ki ga je udaril na svojo stran in sprožil dogodke, ki so pomagali ustvariti planet vidimo danes, "je dejal Kegerries.
Poleg tega so simulacije odgovorile na temeljna vprašanja o Uranu, ki so se pojavila kot odgovor na prejšnje študije. Znanstveniki so se v bistvu spraševali, kako bi Uran po silovitem trku lahko obdržal ozračje, ki bi teoretično odpihnilo svoje plasti vodika in helija. Po simulacijah ekipe je bilo to najverjetneje, ker je vpliv udaril na Uran.
To bi bilo dovolj za spremembo Uranovega nagiba, vendar ni bilo dovolj močno, da bi odstranil njegovo zunanjo atmosfero. Poleg tega so njihove simulacije nakazovale, da bi lahko vpliv skale in ledu iztrebil v orbito okoli planeta. To bi lahko nato združilo oblikovanje notranjih satelitov planeta in spremenilo vrtenje vseh že obstoječih lun, ki so že v orbiti okoli Urana.
Nenazadnje so simulacije ponudile možno razlago, kako je Uran dobil svoje zunajcentrično magnetno polje in svoje toplotne anomalije. Skratka, vpliv bi lahko povzročil staljeni led in zamazane grude kamnin znotraj planeta (s čimer bi se upoštevalo njegovo magnetno polje). Prav tako bi lahko ustvaril tanko lupino naplavin ob robu ledene plasti planeta, ki bi ujela notranjo toploto, kar bi lahko razložilo, zakaj Uranova zunanja atmosfera doživlja izjemno hladne temperature od -216 ° C (-357 ° F).
Poleg tega, da bi astronomom pomagali razumeti Uran, eden najmanj razumljivih planetov v Osončju, ima raziskava tudi posledice, ko gre za preučevanje eksoplanetov. Doslej je bila večina planetov, odkritih v drugih zvezdnih sistemih, po velikosti in masi primerljiva z Uranom. Tako raziskovalci upajo, da bodo njihove ugotovitve osvetlile kemične sestave planeta in razložile, kako so se razvile.
Kot je dejal dr. Luis Teodoro - z inštituta BAER in Nasa Ames Research Center - in eden od soavtorjev na tem prispevku, "vsi dokazi kažejo na to, da so velikanski vplivi pogosti med nastajanjem planetov, in s tovrstnimi raziskavami zdaj dobivajo več vpogleda v njihov učinek na potencialno bivalne eksoplanete. "
V prihodnjih letih načrtujejo dodatne misije za preučevanje zunanjega Osončja in velikanskih planetov. Te študije ne bodo samo pomagale astronomom razumeti, kako se je razvil naš Osončje, ampak bi nam lahko tudi povedali, kakšno vlogo igrajo plinski velikani, ko gre za bivanje.
