Astronomen denken dat ze de reden weten voor de as van Uranus Kooky Off-Kilter: ScienceAlert

Uranus marcheert op het ritme van zijn vreemde kleine trommel.

Hoewel het veel overeenkomsten vertoont met de andere ijsreus in ons zonnestelsel, Neptunus, heeft het zijn eigen eigenaardigheden.

En een van deze dingen is onmogelijk te missen: de draaiingsas is zo scheef dat hij ook kan liggen. Dit is een enorme helling van 98 graden ten opzichte van het baanvlak.

Bovenal draait het met de klok mee – in de tegenovergestelde richting van de meeste andere planeten in het zonnestelsel.

Een nieuwe studie heeft een plausibele verklaring gevonden voor dit vreemde gedrag: een maan migreert weg van de planeet en sleept Uranus op zijn kant. En het hoeft niet eens een grote maan te zijn. Iets dat de helft van de massa van onze maan zou kunnen doen, hoewel een grotere maan de meest waarschijnlijke kanshebber zou zijn.

De reden wordt uitgelegd in een onderzoekspaper onder leiding van astronoom Mylene Silenvest van het Nationaal Centrum voor Wetenschappelijk Onderzoek in Frankrijk. Dit artikel, dat niet door vakgenoten is beoordeeld, is geaccepteerd in het tijdschrift Astronomie en astrofysica en beschikbaar gemaakt op een prepress-bron arXiv.

Wetenschappers hebben modellen bedacht om dit vreemde gedrag te verklaren, zoals een enorm lichaam dat in botsing kwam met Uranus en haar letterlijk opzij geslagenmaar de meest geprefereerde Uitleg hij is Pakket Van kleinere objecten.

Deze hypothese roept echter problemen op die moeilijk te verklaren zijn: de verontrustende overeenkomsten met Neptunus.

De twee planeten hebben zeer vergelijkbare massa’s, stralen, rotatiesnelheden, atmosferische dynamica en composities, en vreemde magnetische velden. Deze overeenkomsten suggereren dat de twee planeten samen zouden kunnen zijn geboren, en het verzoenen ervan wordt nog moeilijker als je de effecten van de kern van de planeet in de mix gooit.

Dit heeft ertoe geleid dat wetenschappers naar andere verklaringen zijn gaan zoeken, zoals de fluctuatie die het zou kunnen bieden Gigantisch ringsysteem of een gigantische maan Vroeg in de geschiedenis van het zonnestelsel (zij het met een ander mechanisme).

Maar toen, een paar jaar geleden, vonden Saillenfest en zijn collega’s iets interessants Jupiter. Dankzij zijn manen zou de kanteling van de gasreus kunnen toenemen van de huidige 3 procent tot Ongeveer 37 procent in een paar miljard jaarDankzij de uitgaande migratie van zijn manen.

Toen keken ze naar Saturnus en ontdekten dat de huidige helling van 26,7 graden het resultaat zou kunnen zijn van: Snelle buitenwaartse migratie vanaf zijn grootste maanEn de Titan. Ze ontdekten dat dit bijna kon gebeuren zonder enig effect op de rotatiesnelheid van de planeet.

Dit riep duidelijk vragen op over de meest gekantelde planeten in het zonnestelsel. Dus het team voerde simulaties uit van een hypothetisch Uranisch systeem om te bepalen of een soortgelijk mechanisme de eigenaardigheden ervan zou kunnen verklaren.

Het is niet ongewoon dat manen migreren. Onze maan beweegt zich momenteel van de aarde af met een snelheid van 4 centimeter (1,6 in) per jaar. Objecten die rond een wisselend zwaartepunt draaien, oefenen een getijdekracht op elkaar uit die hun rotatie geleidelijk vertraagt. Dit maakt op zijn beurt de greep van de zwaartekracht losser, zodat de ruimte tussen de twee objecten groter wordt.

Terugkerend naar Uranus, voerde het team simulaties uit met behulp van een reeks parameters, waaronder de massa van de hypothetische maan. Ze ontdekten dat een maan met een massa van minstens de helft van de massa van de maan van de aarde Uranus ongeveer 90 graden kan kantelen als hij meer dan 10 keer de straal van Uranus migreert met een snelheid van meer dan 6 centimeter per jaar.

Het is echter waarschijnlijker dat een grotere maan die qua grootte vergelijkbaar is met Ganymedes, in simulaties de kanteling en rotatie produceerde die we vandaag in Uranus zien. De minimale massa – ongeveer de helft van de maan van de aarde – is echter ongeveer vier keer de gecombineerde massa van de huidige bekende manen van Uranus.

Het werk verklaart dit ook. onder een hoek van ongeveer 80 graden, de maan Het werd onstabiel, wat resulteerde in een chaotische fase van zijn rotatie-as die eindigde toen de maan uiteindelijk in botsing kwam met de planeet, waardoor de axiale kanteling en rotatie van Uranus “versteend”.

“Dit nieuwe beeld van het kantelen van Uranus ziet er veelbelovend uit voor ons,” schrijf onderzoekers.

“Voor zover wij weten, is dit de eerste keer dat een enkel mechanisme in staat is Uranus te kantelen en zijn rotatie-as in zijn eindtoestand te laten schommelen zonder een gigantische schok of andere externe fenomenen te veroorzaken. Het grootste deel van de succesvolle runs culmineert in de positie van Uranus, die als resultaat naar voren komt Natuurlijk voor de dynamiek, “hmm doorgaan.

“Deze foto ziet er ook aantrekkelijk uit als een algemeen fenomeen: Jupiter staat vandaag op het punt zijn kantelfase te beginnen, Saturnus is misschien halverwege en Uranus heeft zijn laatste fase voltooid, met zijn satelliet vernietigd.”

Het is niet duidelijk of Uranus een maan herbergde die groot genoeg was en met een voldoende hoge migratiesnelheid om dit scenario te produceren, zeggen de onderzoekers, dat moeilijk aan te tonen zou zijn door middel van observaties.

Een beter begrip van de huidige migratiesnelheid van de manen van Uranus zal echter een belangrijke bijdrage leveren aan het oplossen van deze vragen. Als ze in een hoog tempo migreerden, zou dit kunnen betekenen dat ze zijn gevormd uit het puin van de oude maan nadat deze vele eonen geleden was vernietigd.

Brengen Die Uranus-sonde.

De zoekopdracht is geaccepteerd Astronomie en astrofysica en verkrijgbaar in arXiv.