Gaz / buz devi Uranüs uzun zamandır astronomlar için bir gizem kaynağı olmuştur. Bazı termal anormallikler ve merkez dışı bir manyetik alan sunmanın yanı sıra, gezegen de Güneş Sisteminde kendi etrafında dönen tek kişi olması bakımından benzersizdir. 98 ° 'lik eksenel eğim ile gezegen, her biri 42 yıl süren tek bir gündüz ve gecenin olduğu kutuplarda radikal mevsimler ve gündüz-gece döngüsü yaşar.
Durham Üniversitesi'nden araştırmacılar tarafından yürütülen yeni bir çalışma sayesinde, bu gizemlerin nedeni nihayet bulunabilir. NASA araştırmacıları ve çok sayıda bilimsel organizasyonun yardımıyla ekip, Uranüs'ün geçmişinde nasıl büyük bir etki yaratabileceğini gösteren simülasyonlar yaptı. Bu sadece gezegenin aşırı eğim ve manyetik alanını değil, aynı zamanda gezegenin dış atmosferinin neden bu kadar soğuk olduğunu da açıklayacaktır.
“Dönme, İç Yapı, Enkaz ve Atmosferik Erozyon için Erken Uranüs Üzerinde Dev Etkilerin Sonuçları” adlı çalışma son zamanlarda Astrofizik Dergisi. Çalışma, Durham Üniversitesi Hesaplamalı Kozmoloji Enstitüsü'nden doktora araştırmacısı Jacob Kegerreis tarafından yönetildi ve Bay Area Çevre Araştırmaları (BAER) Enstitüsü, NASA'nın Ames Araştırma Merkezi, Los Alamos Ulusal Laboratuvarı, Descartes Labs, Washington ve UC Santa Cruz.
Bilim ve Teknoloji Tesisleri Konseyi, Kraliyet Derneği, NASA ve Los Alamos Ulusal Laboratuvarı tarafından finanse edilen çalışmaları uğruna, ekip Uranüs ile büyük çarpışmaların gezegenin evrim. Kegerries'in yakın zamanda yapılan bir Durham Üniversitesi basın bülteninde açıkladığı gibi:
“Uranüs kendi ekseni etrafında dönüyor, ekseni güneş sistemindeki diğer tüm gezegenlerin neredeyse dik açılarına işaret ediyor. Bu neredeyse kesinlikle devasa bir etkiden kaynaklandı, ancak bunun gerçekte nasıl olduğu ve böyle şiddetli bir olayın gezegeni nasıl etkilediği hakkında çok az şey biliyoruz. ”
Dev bir etkinin Uranüs'ü nasıl etkileyeceğini belirlemek için ekip, geçmişte Ay'ın oluşumuna yol açan dev etkiyi modellemek için kullanılan bir dizi düzgün parçacık hidrodinamik (SPH) simülasyonu gerçekleştirdi (yani Dev Etki) Teori). Hepsi, ekibin, Uranüs'ü şekillendiren koşulları yeniden yaratıp yaratmayacağını görmek için yüksek güçlü bir bilgisayar kullanarak 50'den fazla farklı senaryo çalıştırdı.
Sonunda, simülasyonlar Uranüs'ün eğik konumunun, yaklaşık 4 milyar yıl önce - yani Güneş Sistemi'nin oluşumu sırasında gerçekleşen büyük bir nesneye (iki ila üç Dünya kütlesi arasında) çarpışmadan kaynaklandığını doğruladı. Bu, kaya ve buzdan yapılmış genç bir proto-gezegende bir etkinin Uranüs'ün eksenel eğiminden sorumlu olabileceğini gösteren önceki bir çalışma ile tutarlıydı.
Bulgularımız, en olası sonucun, genç Uranüs'ün, daha büyük olmasa da, Dünya'nın kütlesinin iki katı bir nesneyle felaketli bir çarpışmada yer almasıydı, onu yanaştırdı ve gezegeni yaratmaya yardımcı olan olayları işleme koydu. bugün görüyoruz ”dedi Kegerries.
Buna ek olarak, simülasyonlar Uranüs hakkında önceki çalışmalara yanıt olarak ortaya atılan temel soruları yanıtladı. Aslında, bilim adamları, teorik olarak hidrojen ve helyum gazı katmanlarını havaya uçuracak olan şiddetli bir çarpışmadan sonra Uranüs'ün atmosferini nasıl koruyabileceğini merak ediyorlardı. Ekibin simülasyonlarına göre, bunun nedeni büyük olasılıkla etkinin Uranüs'e otlatma darbesi vurmasıydı.
Bu, Uranüs'ün eğimini değiştirmek için yeterli olurdu, ancak dış atmosferini kaldıracak kadar güçlü değildi. Buna ek olarak, simülasyonları, etkinin gezegenin etrafında yörüngeye kaya ve buz fırlatabileceğini gösterdi. Bu daha sonra, gezegenin iç uydularını oluşturmak için bir araya gelebilir ve zaten Uranüs çevresinde yörüngede olan önceden var olan ayların dönüşünü değiştirebilirdi.
Son olarak, simülasyonlar Uranüs'ün merkez dışı manyetik alanını ve termal anomalilerini nasıl elde ettiğine dair olası bir açıklama sundu. Kısacası, etki, erimiş buz ve gezegenin içinde yuvarlanan kaya yığınları yaratabilirdi (böylece manyetik alanını hesaba katar). Ayrıca, gezegenin buz tabakasının kenarına yakın, iç ısıyı hapsedecek, Uranüs'ün dış atmosferinin neden -216 ° C (-357 ° F) aşırı soğuk sıcaklıklar yaşadığını açıklayabilecek ince bir enkaz kabuğu oluşturabilirdi.
Gökbilimcilere Güneş Sistemi'ndeki en az anlaşılan gezegenlerden biri olan Uranüs'ü anlamalarına yardımcı olmanın ötesinde, çalışma, dış gezegenlerin araştırılması konusunda da etkilere sahip. Şimdiye kadar, diğer yıldız sistemlerinde keşfedilen gezegenlerin çoğu Uranüs ile büyüklük ve kütle ile karşılaştırılabilir. Araştırmacılar, bulgularının bu gezegenin kimyasal bileşimlerine ışık tutacağını ve nasıl geliştiklerini açıklayacağını umuyorlar.
BAER Enstitüsü ve NASA Ames Araştırma Merkezi'nden Dr. Luis Teodoro'nun ve makaledeki ortak yazarlardan birinin dediği gibi, “Tüm kanıtlar gezegen oluşumu sırasında dev etkilerin sık görüldüğüne işaret ediyor ve bu tür araştırmalarla artık potansiyel olarak yaşanabilir dış gezegenler üzerindeki etkileri hakkında daha fazla bilgi ediniyor. ”
Önümüzdeki yıllarda, dış Güneş Sistemi'ni ve dev gezegenleri incelemek için ek görevler planlanıyor. Bu çalışmalar sadece gökbilimcilerin Güneş Sistemimizin nasıl geliştiğini anlamalarına yardımcı olmakla kalmayacak, aynı zamanda gaz devlerinin yaşanabilirlik konusunda nasıl bir rol oynadığını da söyleyebilecek.
