Uranüs çarpık mıydı? Büyük Güneş Sistemi Etkisi
Gökbilimciler uzun süredir gaz / buz devi Uranüs için gizemlidir. Bazı termal anormalliklere ve merkez dışı manyetik alanlara ek olarak, bu gezegenin başka bir benzersiz özelliği daha vardır, yani güneş sisteminde yana doğru dönen (yani eğik olarak dönen) tek gezegendir. Uranüs'ün eksenel eğimi 98 ° 'dir. Gezegen, 42 yıl süren iki tek gün ve gece ile radikal mevsimler ve gündüz-gece döngüleri yaşıyor.
Yeni bir çalışma, büyük etkinin Uranüs'ün kendi tarafında hareket etmesinin nedeni olabileceğini öne sürüyor. Resim: NASA / JPL / Voyager görevi
Durham Üniversitesi'nden araştırmacılar tarafından yapılan yeni bir çalışma sayesinde, bu gizemli nedenler nihayet bulundu. NASA araştırmacılarının ve çok sayıda bilimsel kuruluşun yardımıyla araştırma ekibi, Uranüs'ün geçmişte büyük bir etkiye maruz kalmış olabileceğini kanıtlamak için simülasyon deneyleri yaptı. Bu sadece Uranüs'ün aşırı eğimini ve manyetik alanını açıklamakla kalmaz, aynı zamanda Uranüs'ün dış atmosferinin neden bu kadar soğuk olduğunu da açıklar.
"Uranüs'ün erken Uranüs üzerindeki büyük etkisinin dönme, iç yapı, enkaz ve atmosferik erozyon üzerindeki etkisi" başlıklı araştırma, yakın zamanda Astrophysics'te yayınlandı. Araştırma, Durham Üniversitesi Hesaplamalı Kozmoloji Enstitüsü'nden bir doktora öğrencisi olan Jacob Kegerreis tarafından yönetildi ve Bay Area Çevresel Araştırma (BAER) Enstitüsü, NASA Ames Araştırma Merkezi, Los Alamos Ulusal Laboratuvarı, Descartes'i içeriyordu. Laboratuvar, Washington Üniversitesi ve Kaliforniya Üniversitesi, Santa Cruz.
Büyük etkinin konsept haritası, yaklaşık 4,5 milyar yıl önce oluşturulmuş bir uydudur. Resim: Joe Tucciarone
Araştırma Bilim ve Teknoloji Tesisleri Komitesi, Royal Society, NASA ve Los Alamos Ulusal Laboratuvarı tarafından finanse edildi. Bu çalışma için araştırma ekibi, Uranüs ile büyük ölçekli bir çarpışmanın gezegen evrimini nasıl etkileyeceğini simüle etmek için ilk yüksek çözünürlüklü bilgisayar simülasyonunu gerçekleştirdi. Uranüs kendi tarafında dönüyor ve ekseni neredeyse güneş sistemindeki diğer tüm gezegenlerle aynı açıda. Bu neredeyse kesinlikle büyük bir etkiden kaynaklanıyor, ancak bunun nasıl olduğunu ve bu şiddetli olayın gezegeni nasıl etkilediğini pek bilmiyoruz.
Büyük etkinin Uranüs'ü nasıl etkileyeceğini belirlemek için araştırma ekibi, geçmişte ayın oluşumuna yol açan büyük etkiyi simüle etmek için de kullanılmış bir dizi pürüzsüz parçacık hidrodinamiği (SPH) simülasyonu gerçekleştirdi. Süperstar çarpışma teorisi). Araştırma ekibi, Uranüs'ü oluşturan koşulları yeniden üretip üretemeyeceğini görmek için 50'den fazla farklı etki senaryosu çalıştırmak için yüksek performanslı bir bilgisayar kullandı. Son olarak, simülasyon sonuçları, Uranüs'ün eğimli pozisyonunun, güneş sisteminin oluşumu sırasında yaklaşık 4 milyar yıl önce devasa bir cisimle (iki ila üç dünya kütlesi) çarpışmasından kaynaklandığını doğruladı. Bu, kaya ve buzdan yapılmış genç bir öngezegene çarpmanın Uranüs'ün eksenel eğiminin nedeni olabileceğini öne süren önceki bir çalışma ile tutarlıdır.
Voyager 2 tarafından alınan birleşik Uranüs görüntüsü ve Hubble tarafından alınan iki farklı gözlem: biri halo, diğeri auroradır. Resim: NASA / ESA
Araştırmalar, en olası sonucun, genç Uranüs'ün, Dünya'nın kütlesinin iki katı (daha büyük değilse) bir cisimle felaket bir şekilde çarpışması, onun yanına çarpması ve bugün gördüklerimize neden olması olduğunu doğruladı. Bu gezegen. Ek olarak, bu simülasyonlar, önceki araştırmalara bir cevap olan Uranüs hakkında temel bir soruyu yanıtlıyor. Esasen, bilim adamları, teoride hidrojen ve helyumunu patlatacak şiddetli bir çarpışmadan sonra Uranüs'ün atmosferini nasıl koruduğunu bilmek istiyor.
Araştırma ekibinin simülasyonuna göre, bu büyük olasılıkla etkinin Uranüs üzerindeki etkisinden kaynaklanıyor. Bu, Uranüs'ün eğimini değiştirmek için yeterlidir, ancak dış atmosferini ortadan kaldırmaya yetmez. Ek olarak, simülasyonlar, çarpmanın gezegenin etrafındaki yörüngelere kayalar ve buzlar fırlatabileceğini gösteriyor. Bu, gezegenin iç uydularıyla birleşerek Uranüs'ün yörüngesindeki mevcut uyduların dönüşünü değiştirebilir.
Son olarak, bu simülasyonlar Uranüs'ün eksantrik manyetik alanını ve termal anomalilerini nasıl elde ettiğine dair olası açıklamalar sağlıyor. Kısacası, darbe, yeryüzünde erimiş buz ve dengesiz kaya kütleleri oluşturabilir (bu, manyetik alanını açıklar). Ayrıca gezegensel buz tabakasının yakınında iç ısıyı hapsedecek ince bir enkaz tabakası oluşturabilir, bu da Uranüs'ün dış atmosferinin neden aşırı derecede soğuk -216 ° C (-357 ° F) yaşayacağını açıklar. ).
Sanatsal anlayış, Dünya'dan yaklaşık 1000 ışıkyılı uzaklıkta, turuncu K şeklindeki bir yıldızın yörüngesinde dönen Uranüs büyüklüğünde bir dış gezegen Kepler-421b'yi gösteriyor. Resim: David A. Aguilar (CfA)
Bu araştırma, gökbilimcilerin güneş sistemindeki en az bilinen gezegenlerden biri olan Uranüs'ü anlamalarına yardımcı olmanın yanı sıra, dış gezegenlerin incelenmesini de içeriyor. Şimdiye kadar, diğer galaksilerde bulunan gezegenlerin çoğu, boyut ve kütle olarak Uranüs ile karşılaştırılabilir. Bu nedenle araştırmacılar, bulgularının bu gezegenlerin kimyasal bileşimini ortaya çıkaracağını ve nasıl evrimleştiklerini açıklayacağını umuyorlar. BAER Enstitüsü'nden Dr. Luis Teodoro ve NASA Ames Araştırma Merkezi'nden ve ortak yazarlardan birinin yazdığı makalede belirtildiği gibi:
Tüm kanıtlar, gezegenlerin oluşumu sırasında sık sık büyük etkilerin meydana geldiğini gösteriyor ve bu tür araştırmalarla, potansiyel olarak yaşanabilir dış gezegenler üzerindeki etkilerine dair daha derin bir anlayış kazanmak artık mümkün. Önümüzdeki birkaç yıl içinde, güneş sisteminin dış katmanlarını ve devasa gezegenleri incelemek için daha fazla görev planı olacak. Bu araştırmalar yalnızca gökbilimcilerin güneş sistemimizin nasıl geliştiğini anlamalarına yardımcı olmakla kalmaz, aynı zamanda bize gaz devlerinin yaşanabilirlik açısından nasıl bir rol oynadığını da söyler.
