Uran mógł zostać uderzony przez masywny obiekt, mniej więcej dwa razy większy od Ziemi – wynika z nowych badań. Kolizja ta spowodowała silne pochylenie planety i mogła wpłynąć na temperatury tam panujące.

Badania dotyczące Urana zostały przeprowadzone przez międzynarodowy zespół ekspertów kierowany przez naukowców z Durham University w Wielkiej Brytanii i ukazały się na łamach „The Astrophysical Journal

Uran to siódma planeta Układu Słonecznego. Jest gazowym olbrzymem, choć czasem naukowcy określają Urana, jak i Neptuna, mianem lodowych olbrzymów. To ze względu na to, że atmosfera tych planet, składająca się przede wszystkim z wodoru i helu, zawiera więcej zamrożonych substancji lotnych niż większe gazowe olbrzymy.

Uran posiada system pierścieni, liczne księżyce i jest najzimniejszą planetą w Układzie Słonecznym. Minimalna temperatura wynosi tam minus 224 st. Celsjusza. Poza najzimniejszą atmosferą Urana wyróżnia także jego oś obrotu, która jest mocno nachylona i znajduje się niemal w płaszczyźnie orbity planety. Dlatego jego bieguny leżą tam, gdzie większość planet w Układzie Słonecznym ma równik.

Co mogło doprowadzić do przechylenia się Urana na bok? Jakie potencjalne konsekwencje w ewolucji Urana mogła spowodować potężna kolizja planetarna? By odpowiedzieć na te pytania astronomowie przeprowadzili symulacje komputerowe ewentualnych kolizji z lodowym gigantem, aby spróbować ustalić, w jaki sposób ewoluowała planeta.

Badacze potwierdzili wcześniejsze ustalenia. Pochylona pozycja Urana jest spowodowana kolizją z masywnym obiektem – najprawdopodobniej młodą protoplanetą składającą się ze skał i lodu. Do kosmicznego zderzenia doszło podczas formowania się Układu Słonecznego około 4 miliardy lat temu.

Ale symulacje komputerowe zasugerowały coś jeszcze. Według badaczy szczątki masywnego obiektu, który uderzył w Urana, mogły stworzyć cienką powłokę w pobliżu krawędzi lodowej warstwy planety i zatrzymać ciepło emanujące z jądra Urana. Uwięzienie ciepła może tłumaczyć ekstremalnie niskie temperatury w atmosferze planety.

– Uran obrócił się na boku, a jego oś rotacji jest skierowana prawie pod kątem prostym w stosunku do osi rotacji wszystkich innych planet Układu Słonecznego. Było to prawie na pewno spowodowane gigantycznym uderzeniem, ale wiemy bardzo niewiele o tym, jak do tego doszło i jak dokładnie wpłynęło na planetę – powiedział pierwszy autor publikacji Jacob Kegerreis z Durham University.

– Przeanalizowaliśmy ponad 50 różnych scenariuszy kolizji korzystając z urządzeń o dużej mocy, aby sprawdzić, czy możemy odtworzyć warunki, które ukształtowały ewolucję planety. Nasze odkrycia potwierdzają, że najbardziej prawdopodobnym scenariuszem była kolizja młodego Urana z obiektem dwukrotnie większym od Ziemi, jeśli nie większym. To spowodowało przechylenie się planety i rozpoczęło proces, który doprowadził Urana do stanu, jaki dziś widzimy – dodał.

Badaczy zastanowiło to, w jaki sposób Uran zdołał zachować atmosferę po kosmicznej kolizji? Symulacje sugerują, że zderzenie się planet nie było zderzeniem czołowym. Kolizja była wystarczająco silna, by wpłynąć na nachylenie Urana, ale planeta była w stanie zachować większość atmosfery.

Symulacje komputerowe mogą również pomóc w wyjaśnieniu powstawania pierścieni i księżyców Urana. Kolizja z pewnością spowodowała wyrzucenie dużych ilości skał i lodu na orbitę wokół planety. Materiał ten mógł z biegiem czasu połączyć się ze sobą tworząc wewnętrzne księżyce, które z kolei mogły wpłynąć na rotację innych, już wcześniej istniejących satelitów planety.

Co więcej, zderzenie mogło doprowadzić do wytworzenia się stopionego lodu i nierównych brył skalnych wewnątrz planety. To może tłumaczyć pochylone, niecentryczne pole magnetyczne planety.

Uran jest podobny do najpowszechniejszego typu planet odkrywanych poza naszym Układem Słonecznym. Naukowcy mają nadzieję, że ich odkrycia pomogą wyjaśnić, w jaki sposób te planety ewoluowały i lepiej zrozumieć ich skład chemiczny.

– Wszystkie dowody wskazują na to, że tego typu gigantyczne kolizje są częste podczas okresu formowania się planet. Dzięki tym badaniom uzyskujemy lepszy wgląd w ich wpływ na potencjalnie nadające się do zamieszkania egzoplanety – powiedział współautor publikacji Luis Teodoro.

 

 

 

 

Źródło: Durham University, DziennikNaukowy