Ученые выяснили, что заставило Уран стать "лежебокой"
Планетологи нашли новые подтверждения того, что Уран начал вращаться, "лежа на боку", в результате столкновения с большим протопланетным телом размером с Землю в далеком прошлом, говорится в статье, опубликованной в Astrophysical Journal.
"Мы проверили свыше пяти десятков разных сценариев столкновения Урана и других планет при помощи суперкомпьютера, пытаясь восстановить те условия, в которых родилась планета. Эти расчеты показывают, что Уран столкнулся с "супер-Землей", что развернуло ось его вращения и запустило те процессы, которые мы наблюдаем и по сей день", - рассказывает Джейкоб Кегеррейс (Jacob Kegerreis) из Даремского университета (Великобритания).
Уран - единственная планета Солнечной системы, которая вращается "лежа на боку", ось ее вращения лежит в плоскости ее орбиты. В то же время, магнитные полюса Урана сдвинуты относительно географических на угол в 60 градусов, причем они меняются местами каждый земной день.
Ученые полагают, что сдвиг магнитных полюсов связан с тем, что магнитное поле планеты генерирует соленый океан, скрытый под ее плотной атмосферой. Причиной этого сдвига и того, почему планета вращается на "боку", как сегодня считают планетологи, была серия мощных столкновений Урана с крупными "зародышами" планет в далеком прошлом.
Кегеррейс и его коллеги попытались понять, как именно это произошло, создав компьютерную модель новорожденной Солнечной системы, в которой Уран еще вращался так же, как и остальные планеты, и его окружало некоторое число "зародышей" планет разных размеров.
Как объясняют ученые, простое столкновение Урана и подобных объектов не приведет к "правильному" результату - необходимо, чтобы это столкновение не лишило его атмосферы и не разогрело его недра до сверхвысоких температур, а также "расставило" его спутники и кольца по правильным орбитам. Проблему осложняет и то, что мы почти ничего не знаем об устройстве недр этой планеты, кроме данных, собранных "Вояджером-2" в 1986 году.
Ученые попытались заполнить эти пробелы, используя самую детальную виртуальную модель Урана, которую только можно создать при помощи суперкомпьютера. Их расчеты показали, что планета-гигант и ее "жертва" не могли пережить лобовое столкновение. В таком случае недра Урана были бы или слишком горячими, или бы он лишился большей части атмосферы даже при небольшой массе второй планеты.
Более вероятным кажется то, что планета размером с две Земли столкнулась с Ураном по очень пологой траектории, "облизнув" его атмосферу. В результате этого газовый гигант повернулся на бок, а его жертва резко затормозила и через несколько витков "утонула" в его атмосфере. Большая часть энергии ее движения была затрачена на это торможение, что объясняет то, почему недра Урана не так горячи, как внутренние слои других гигантов Солнечной системы.
В свою очередь, "погружение" крупной копии Земли в атмосферу Урана сопровождалось выбросами пыли и крупных обломков ее коры в космос, которые стали основой колец и спутников газового гиганта в последующие исторические эпохи. Останки самой же планеты создали особую точку асимметрии в недрах Урана, существование которой объясняет, почему его магнитное поле постоянно меняется и имеет странную форму.
Подобные расчеты, как считают ученые, помогут нам лучше понять, как ведут себя ближайшие "тезки" Урана - экзопланеты схожих размеров, самые многочисленные миры за пределами Солнечной системы, и оценить потенциальную обитаемость их лун.
