Dezember 10, 2022

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Astronomen glauben, den Grund für die Achse von Uranus Kooky Off-Kilter zu kennen: ScienceAlert

Astronomen glauben, den Grund für die Achse von Uranus Kooky Off-Kilter zu kennen: ScienceAlert

Uranus marschiert im Takt seiner seltsamen kleinen Trommel.

Obwohl es viele Ähnlichkeiten mit dem anderen Eisriesen in unserem Sonnensystem, Neptun, hat, hat es seine eigenen Macken.

Und eines ist nicht zu übersehen: Seine Rotationsachse ist so schief, dass er auch liegen könnte. Dies ist eine enorme Neigung von 98 Grad von der Orbitalebene.

Vor allem dreht er sich im Uhrzeigersinn – die entgegengesetzte Richtung zu den meisten anderen Planeten im Sonnensystem.

Eine neue Studie hat eine plausible Erklärung für dieses seltsame Verhalten gefunden: Ein Mond wandert vom Planeten weg und zieht Uranus auf die Seite. Und es müsste nicht einmal ein großer Mond sein. Etwas von der Hälfte der Masse unseres Mondes könnte das tun, obwohl ein größerer Mond der wahrscheinlichste Anwärter wäre.

Der Grund wird in einem Forschungsbericht unter der Leitung der Astronomin Mylene Silenvest vom Nationalen Zentrum für wissenschaftliche Forschung in Frankreich erklärt. Diese Arbeit, die nicht von Experten begutachtet wurde, wurde in die Zeitschrift aufgenommen Astronomie und Astrophysik und auf einer Prepress-Ressource verfügbar gemacht arXiv.

Wissenschaftler haben Modelle entwickelt, um dieses seltsame Verhalten zu erklären, wie zum Beispiel einen riesigen Körper, der mit Uranus kollidierte und schlug sie buchstäblich zur Seiteaber am meisten bevorzugt Erläuterung Er Paket Aus kleinere Objekte.

Diese Hypothese wirft jedoch Probleme auf, die schwer zu erklären sind: die beunruhigenden Ähnlichkeiten mit Neptun.

Die beiden Planeten haben sehr ähnliche Massen, Radien, Rotationsraten, atmosphärische Dynamiken und Zusammensetzungen sowie seltsame Magnetfelder. Diese Ähnlichkeiten deuten darauf hin, dass die beiden Planeten zusammen geboren worden sein könnten, und es wird noch schwieriger, sie in Einklang zu bringen, wenn Sie die Auswirkungen des Planetenkerns in die Mischung werfen.

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Dies hat Wissenschaftler dazu veranlasst, nach anderen Erklärungen zu suchen, beispielsweise nach der Fluktuation, die sie liefern könnte Riesiges Ringsystem oder ein riesiger Mond Früh in der Geschichte des Sonnensystems (wenn auch mit einem anderen Mechanismus).

Doch dann fanden Saillenfest und seine Kollegen vor einigen Jahren etwas Interessantes der Jupiter. Dank seiner Monde könnte die Neigung des Gasriesen von derzeit 3 ​​Prozent auf steigen Etwa 37 Prozent in ein paar Milliarden JahrenDank der Auswanderung seiner Monde.

Dann schauten sie sich den Saturn an und stellten fest, dass seine aktuelle Neigung von 26,7 Grad darauf zurückzuführen sein könnte Schnelle Auswanderung von seinem größten MondUnd die Titan. Sie fanden heraus, dass dies fast ohne Auswirkungen auf die Rotationsgeschwindigkeit des Planeten geschehen könnte.

Dies warf offensichtlich Fragen zu den am stärksten geneigten Planeten im Sonnensystem auf. Also führte das Team Simulationen eines hypothetischen uranischen Systems durch, um festzustellen, ob ein ähnlicher Mechanismus seine Besonderheiten erklären könnte.

Es ist nicht ungewöhnlich, dass Monde wandern. Unser Mond entfernt sich derzeit mit einer Geschwindigkeit von 4 Zentimetern pro Jahr von der Erde. Objekte, die sich um einen wechselnden Schwerpunkt drehen, üben aufeinander eine Gezeitenkraft aus, die ihre Drehung allmählich verlangsamt. Dies wiederum lockert den Griff der Schwerkraft, sodass sich der Raum zwischen den beiden Objekten ausdehnt.

Zurück zu Uranus führte das Team Simulationen mit einer Reihe von Parametern durch, einschließlich der Masse des hypothetischen Mondes. Sie fanden heraus, dass ein Mond mit einer Masse von mindestens der Hälfte der Masse des Erdmondes Uranus um etwa 90 Grad kippen könnte, wenn er mehr als das 10-fache des Uranusradius mit einer Geschwindigkeit von mehr als 6 Zentimetern pro Jahr wandert.

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Allerdings war es in Simulationen wahrscheinlicher, dass ein größerer Mond ähnlich groß wie Ganymed die Neigung und Rotation erzeugte, die wir heute in Uranus sehen. Die Mindestmasse – etwa die Hälfte des Erdmondes – ist jedoch etwa viermal so groß wie die Gesamtmasse der derzeit bekannten Uranusmonde.

Auch dies erklärt die Arbeit. bei einer Neigung von etwa 80 Grad, der Mond Er wurde instabil, was zu einer chaotischen Phase seiner Rotationsachse führte, die endete, als der Mond schließlich mit dem Planeten kollidierte und die axiale Neigung und Rotation von Uranus „versteinerte“.

„Dieses neue Bild der Uranus-Neigung sieht für uns sehr vielversprechend aus“, Forscher schreiben.

„Unserem Wissen nach ist dies das erste Mal, dass ein einziger Mechanismus Uranus kippen und seine Rotationsachse in seinen Endzustand schaukeln konnte, ohne einen riesigen Schock oder andere äußere Phänomene zu verursachen. Der Großteil der erfolgreichen Läufe gipfelt in der Position von Uranus, der als Ergebnis natürlich aus der Dynamik hervorgeht, „hmm fortsetzen.

„Dieses Bild sieht auch als allgemeines Phänomen attraktiv aus: Jupiter steht heute kurz davor, seine Kippphase zu beginnen, Saturn könnte auf halbem Weg sein, und Uranus hat seine Endphase abgeschlossen, wobei sein Satellit zerstört ist.“

Es ist nicht klar, ob Uranus einen Mond beherbergt, der groß genug ist und eine ausreichend hohe Migrationsrate aufweist, um dieses Szenario zu erzeugen, so die Forscher, dass es schwierig wäre, es durch Beobachtungen zu zeigen.

Ein besseres Verständnis der aktuellen Migrationsrate der Uranusmonde wird jedoch einen wesentlichen Beitrag zur Lösung dieser Fragen leisten. Wenn sie mit hoher Geschwindigkeit wanderten, könnte dies bedeuten, dass sie aus den Trümmern des alten Mondes entstanden sind, nachdem er vor vielen Äonen zerstört worden war.

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Bringen Diese Uranus-Sonde.

Die Suche wurde akzeptiert Astronomie und Astrophysik und erhältlich in arXiv.