Uran jest indywidualny. Większość planet w naszym Układzie Słonecznym ma swoje bieguny mniej więcej zorientowane w tym samym kierunku. Większość z nich obraca się w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara, patrząc z góry.
Ale Uran? Jego bieguny są zorientowane 98 stopni od płaszczyzny orbity Układu Słonecznego i obraca się zgodnie z ruchem wskazówek zegara.
Główna hipoteza dotycząca tej osobliwości jest taka, że coś dużego zderzyło się dawno temu z Uranem, przewracając go. Chociaż ten scenariusz nie jest niemożliwy, w tym modelu istnieje kilka istotnych luk.
Astronomowie z University of Maryland wymyślili nowy scenariusz, który zgrabnie rozwiązuje te problemy. Uran mógł zostać przechylony na boki przez gigantyczny system pierścieni.
Poczekaj chwilę, bez wątpienia pomyślisz, Uran nie ma gigantycznego układu pierścieni. I to jest słuszne. Obecnie tak nie jest – jego pierścienie są słabe i cienkie w porównaniu z układem pierścieni Saturna.
Jednak najnowsze dane z sondy Cassini sugerują, że pierścienie mogą być tymczasowe i krótkotrwałe – więc jest możliwe, że Uran miał kiedyś znacznie większy układ pierścieni, 4,5 miliarda lat temu.
Według astronomów Ziv Rogoshinski i Douglasa Hamiltona z University of Maryland, gdyby Uran miał układ pierścieni na tyle duży, że kołysał się na swojej osi jak wierzchołek – zjawisko zwane precesją – i gdyby ta precesja zbiegła się z orbitalną precesją planety, na której elipsa powoli się przesuwa wokół Słońca.
Możesz zobaczyć te dwie koncepcje animowane poniżej.
Precesja spinowa (po lewej) i precesja orbitalna (po prawej). (Robert Simmon / NASA; WillowW / Wikimedia Commons).
To wyrównanie ruchu nazywa się rezonansem i miało miejsce kilka razy w Układzie Słonecznym – zwykle między orbitami dwóch lub więcej ciał. Na przykład Pluton i Neptun mają rezonans orbitalny 2: 3, co oznacza, że na każde dwie orbity Plutona wokół Słońca, Neptun obraca się trzy razy.
Rezonans między precesją planety a jej precesją orbitalną jest znany jako rezonans spinowo-orbitalny i może generować duże nachylenie osiowe. Uważa się, że ten rodzaj rezonansu może prowadzić do osiowego nachylenia Saturna, większego niż Jowisza.
Świecki rezonans spinowo-orbitalny był wcześniej badany w związku z nachyleniem Urana, ale z rezonansem wywołanym przez hipotetyczną Planetę Dziewiątą. Ostatecznie wykluczono to jako wysoce nieprawdopodobne.
Ale zdaniem Rogozinsky'ego i Hamiltona duży dysk mógłby działać lepiej. Symulowali Urana i Neptuna za pomocą dużych dysków, aby zobaczyć, jak wchodzą w interakcje z planetami. I odkryli, że duży dysk materii gromadzący się na planecie, o którym wiemy, że jest częścią powstawania planet olbrzymów, był najlepiej dopasowany.
Ale mimo że wykazał najlepszy wynik spośród wszystkich modeli, nadal nie mógł całkowicie przechylić Urana. Przez milion lat przechylał się tylko o 70 stopni. Co oznacza, że teoria zderzenia z innym ciałem kosmicznym jest nadal aktualna.
Badanie zostało opublikowane w Astrophysical Journal.
Źródła: Zdjęcie: SCIEPRO / Science Photo Library / Getty Images