Есть новая гипотеза о том, как Уран оказался на боку

Уран индивидуален. Большинство планет в нашей Солнечной системе имеют свои полюсы, более или менее ориентированные в одном направлении. И большинство из них вращаются против часовой стрелки, если смотреть сверху.

Но Уран? Его полюса ориентированы на 98 градусов от плоскости орбиты Солнечной системы, и она вращается по часовой стрелке.

Главная гипотеза этой странности заключается в том, что что-то большое столкнулось с Ураном давным-давно, опрокинув его. Хотя этот сценарий не является невозможным, в этой модели есть несколько существенных пробелов.

Астрономы из Университета Мэриленда придумали новый сценарий, который аккуратно решает эти проблемы. Уран мог быть наклонен вбок гигантской кольцевой системой.

«Подождите секунду», — без сомнения подумаете вы, — «У Урана нет гигантской кольцевой системы». И это правильно. Прямо сейчас это не так — его кольца — слабые и тонкие по сравнению с кольцевой системой Сатурна.

Но последние данные зонда «Кассини» показывают, что кольца могут быть временными и недолговечными — поэтому возможно, что когда-то Уран имел гораздо более обширную кольцевую систему, в прошлом 4,5 миллиарда лет назад.

Согласно астрономам Зиву Рогошински и Дугласу Гамильтону из Университета Мэриленда, если у Урана была достаточно большая кольцевая система, чтобы заставить его колебаться на оси, как волчок — явление, называемое прецессией, — и если эта прецессия совмещалась с орбитальной прецессией планеты, где эллипс медленно смещается вокруг Солнца.

Вы можете увидеть эти две концепции анимированными ниже.

Такое выравнивание движения называется резонансом, и оно происходило несколько раз в Солнечной системе — обычно между орбитами двух или более тел. Например, Плутон и Нептун имеют орбитальный резонанс 2: 3, что означает, что для каждых двух орбит Плутона вокруг Солнца Нептун вращается три раза.

Резонанс между прецессией планеты и ее орбитальной прецессией известен как спин-орбитальный резонанс, и он может генерировать большой осевой наклон. Считается, что резонанс такого типа мог бы привести к осевому наклону Сатурна, больше, чем у Юпитера.

Секулярный спин-орбитальный резонанс был исследован ранее в связи с наклоном Урана, но с резонансом, вызванным гипотетической Планетой Девять. В конечном итоге это было исключено как крайне маловероятное.

Но, по мнению Рогозинского и Гамильтона, большой диск мог бы подойти лучше. Они смоделировали Уран и Нептун с большими дисками, чтобы увидеть, как они взаимодействуют с планетами. И они обнаружили, что большой диск материала, накапливающийся на планете, который, как мы знаем, является частью процесса формирования планет-гигантов, подходил наилучшим образом.

Но даже несмотря на то, что он показал лучший результат среди всех моделей, он все еще не мог полностью наклонить Урана. В течение миллиона лет он производил наклон только на 70 градусов. Что означает, что теория столкновения с другим космическим телом все еще имеет право на жизнь.

Исследование было опубликовано в Astrophysical Journal.

Источники: Фото: SCIEPRO/Science Photo Library/Getty Images