Urán plyn / ľad je už dlho zdrojom astronómov záhadou. Okrem prezentácie niektorých tepelných anomálií a magnetického poľa, ktoré je mimo stredu, je planéta jedinečná aj v tom, že je to jediné, ktoré sa v slnečnej sústave otáča na jej strane. S axiálnym sklonom 98 ° prechádza planéta radikálnymi ročnými obdobiami a cyklom deň-noc na póloch, kde každý deň aj noc trvá 42 rokov.
Vďaka novej štúdii vedcov z Durhamskej univerzity sa konečne mohol zistiť dôvod týchto záhad. S pomocou výskumníkov NASA a viacerých vedeckých organizácií tím uskutočnil simulácie, ktoré naznačili, ako mohol Urán v minulosti trpieť veľkým dopadom. To by nielenže zodpovedalo extrémnemu náklonu a magnetickému poľu planéty, ale tiež vysvetlilo, prečo je vonkajšia atmosféra planéty taká studená.
Štúdia „Dôsledky obrovských vplyvov na skorý urán na rotáciu, vnútornú štruktúru, trosky a eróziu atmosféry“ sa nedávno objavila v The Astrofyzical Journal. Túto štúdiu viedol Jacob Kegerreis, vedecký pracovník PhD z Inštitútu pre výpočtovú kozmológiu na Durhamskej univerzite, ktorý zahŕňal členov inštitútu Bay Area Environment Research Research (BAER), výskumného centra Ames NASA, národného laboratória Los Alamos, Descartes Labs, University of Washington a UC Santa Cruz.
Kvôli štúdiu, ktorú financovala Rada pre vedecké a technologické vybavenie, Kráľovská spoločnosť, NASA a Národné laboratórium Los Alamos, tím spustil prvé počítačové simulácie s vysokým rozlíšením, ako masívne kolízie s Uránom ovplyvnia planétu. evolúcie. Ako Kegerries vysvetlil v nedávnej tlačovej správe univerzity v Durhame:
„Urán sa točí na svojej strane, pričom jeho os smeruje takmer kolmo k uhlom všetkých ostatných planét v slnečnej sústave. Bolo to takmer určite spôsobené obrovským dopadom, ale vieme veľmi málo o tom, ako sa to skutočne stalo a ako inak takáto násilná udalosť ovplyvnila planétu. “
Na určenie toho, ako by obrovský dopad ovplyvnil Urán, tím vykonal sadu simulácií vyhladenej časticovej hydrodynamiky (SPH), ktoré sa v minulosti používali aj na modelovanie obrovského dopadu, ktorý viedol k vytvoreniu Mesiaca (známy ako „obrovský dopad“). teórie). Tím povedal, že tím spustil viac ako 50 rôznych dopadových scenárov s použitím vysoko výkonného počítača, aby zistil, či by neobnovil podmienky, ktoré formovali Urán.
Simulácie nakoniec potvrdili, že naklonená poloha Uránu bola spôsobená zrážkou s masívnym objektom (medzi dvoma a tromi hmotami Zeme), ku ktorej došlo približne pred 4 miliardami rokov - t. J. Počas vytvárania slnečnej sústavy. Bolo to v súlade s predchádzajúcou štúdiou, ktorá naznačovala, že za Uránov axiálny náklon mohol byť zodpovedný dopad mladej protoplanety vyrobenej zo skaly a ľadu.
„Naše zistenia potvrdzujú, že najpravdepodobnejším výsledkom bolo, že mladý Urán bol zapojený do kataklyzmatickej kolízie s objektom dvojnásobkom hmotnosti Zeme, ak nie väčší, zrazil ho na bok a spracoval udalosti, ktoré pomohli vytvoriť planétu. vidíme dnes, “povedal Kegerries.
Simulácie navyše odpovedali na základné otázky týkajúce sa Uranu, ktoré boli vznesené v reakcii na predchádzajúce štúdie. Vedci sa v podstate pýtali, ako by si Urán mohol udržať svoju atmosféru po násilnej kolízii, ktorá by teoreticky odfúkla jeho vrstvy vodíka a plynu hélia. Podľa tímových simulácií to bolo najpravdepodobnejšie preto, že dopad zasiahol úder na Urán.
To by stačilo na zmenu sklonu Uránu, ale nebolo to dosť silné na to, aby odstránilo jeho vonkajšiu atmosféru. Okrem toho ich simulácie naznačili, že náraz mohol odhodiť kameň a ľad na obežnú dráhu okolo planéty. To by sa potom mohlo spojiť a vytvoriť vnútorné satelity planéty a zmeniť rotáciu akýchkoľvek už existujúcich mesiacov, ktoré sa už nachádzajú na obežnej dráhe okolo Uránu.
V neposlednom rade simulácie ponúkli možné vysvetlenie toho, ako Urán získal svoje mimostredné magnetické pole a jeho tepelné anomálie. Stručne povedané, náraz mohol spôsobiť roztavený ľad a kolísavé zhluky hornín vo vnútri planéty (čo zodpovedá magnetickému poľu). Mohlo by to tiež vytvoriť tenkú škrupinu zvyškov blízko okraja ľadovej vrstvy planéty, ktorá by zachytila vnútorné teplo, čo by mohlo vysvetliť, prečo vonkajšia atmosféra Uránu prežíva extrémne nízke teploty -216 ° C (-357 ° F).
Okrem toho, že astronómovia pomáhajú pochopiť Urán, jednu z najmenej pochopených planét v slnečnej sústave, má štúdia tiež dôsledky, pokiaľ ide o štúdium exoplanet. Väčšina planét objavených v iných hviezdnych systémoch bola doteraz svojou veľkosťou a hmotnosťou porovnateľná s Uránom. Vedci dúfajú, že ich zistenia objasnia chemické zloženie tejto planéty a vysvetlia, ako sa vyvíjali.
Luis Teodoro - z BAER Institute a NASA Ames Research Center - a jeden zo spoluautorov v dokumente uviedol: „Všetky dôkazy poukazujú na obrovské dopady, ktoré sa vyskytujú pri formovaní planéty, a týmto výskumom teraz získavajú väčší prehľad o svojom účinku na potenciálne obývateľné exoplanety. “
V nasledujúcich rokoch sa plánujú ďalšie misie zamerané na štúdium vonkajšej slnečnej sústavy a obrovských planét. Tieto štúdie pomôžu astronómom nielen pochopiť, ako sa naša slnečná sústava vyvíjala, ale mohli by nám tiež povedať, akú úlohu zohrávajú obri plynu, pokiaľ ide o obývateľnosť.
