Uran jest najbardziej pochyloną planetą w całym Układzie Słonecznym, bo aż o 98 stopni, co oznacza, że obraca się praktycznie idealnie prostopadle do płaszczyzny jego orbity. Astronomowie od dawna podejrzewali, że odpowiedzialna za przekręcenie tego ciała niebieskiego była seria uderzeń w początkowej fazie powstawania Układu Słonecznego. Najnowsze badania sugerują jednak, że był to satelita Urana, który odleciał dalej w kosmos.

Wszystkie planety w Układzie Słonecznym mają przechyły orbitalne mniejsze niż 30 stopni, oprócz właśnie Urana, co wpływa nie tylko na jego obrót, ale także pierścienie oraz księżyce, które krążą prostopadle do ruchu planety wokół słońca. Pochylona struktura tego ciała niebieskiego wzbudza wiele pytań w środowisku naukowym, gdyż sąsiednia, podobnie zbudowana planeta, Neptun, nie odbiega od normy. Astronomowie sądzą, że miało miejsce co najmniej jedno potężne zderzenie, kiedy Uran się formował. Odpowiednia kolizja w odpowiednim czasie wytworzyłaby wystarczającą ilość energii, aby obrócić tę planetę, kiedy jeszcze była w fazie protoplanetarnej, tak, aby już nie odzyskała swojej poprzedniej formy, zanim uformował się współczesny system. Naukowcy zebrali więc dowody na poparcie tej teorii. Po pierwsze, nasz Układ Słoneczny był bardzo aktywnym miejscem przez pierwsze chwile życia, więc wokół było mnóstwo skał, które mogły siać spustoszenie. Neptun natomiast przy bliższej obserwacji ukazuje niewielkie różnice, takie jak inna temperatura powierzchni lub księżyce z odmiennymi cechami, co może wskazywać na odmienne warunki formowania się tych dwóch planet.

 

NASA/JPL/STScI

Zdjęcie Urana wykonane przez Kosmiczny Teleskop Hubble’a w roku 2000. Oprócz samej planety widoczne są cztery jej pierścienie oraz dziesięć z siedemnastu księżyców.

Hipoteza uderzenia ma także swoje słabe strony. W początkowej fazie powstawania planet po Układzie Słonecznym krążyło mnóstwo skał, więc każde ciało niebieskie doświadczyło mnóstwa zderzeń. Jeżeli Uran został uderzony tak mocno, że został przekręcony, dlaczego nie spotkało to innych planet? Jowisz i Saturn ostatecznie wytworzyły grube chmury gazu, które mogły podnieść je z powrotem do wyjściowej pozycji. Neptun miał podobną historię co Uran i pomimo różnic te dwa giganty są do siebie bardzo podobne: mają podobne atmosfery, pole magnetyczne, masę, rozmiary oraz prędkość obrotu. Zostawia nas to z dylematem – co prawda są symulacje, które przedstawiają prawidłowe zderzenie przekręcające Urana, jednak to za mało, aby ta hipoteza okazała się prawdziwa. Zespół naukowców opublikował więc pracę, która przedstawia kolejną możliwą przyczynę tej nietypowej charakterystyki.

Wczesny Układ Słoneczny nie wyglądał tak, jak znamy go współcześnie. Gazowe olbrzymy prawdopodobnie formowały się znacznie bliżej siebie i w mniejszej odległości od Słońca. Z biegiem czasu dochodziło do interakcji między nimi i Uran oraz Neptun rozpoczęły migrację, oddalając się od centrum Układu. Obie te planety powstały wraz z księżycami, które przemieszały się podczas migracji ze sobą. Oznacza to, że z powodu oddziaływań grawitacyjnych niektóre z planet straciły księżyce, a inne zyskały. Uran więc mógł uformować lub dostać bardzo masywnego satelitę, który mógł wpłynąć na sposób obrotu. W początkowym stadium życia ta niebieska planeta miała prawdopodobnie niewielki przechył, który powiększył się dopiero później. Zwykle księżyc nie dba o precesję nachylenia swojej planety. Może natomiast zostać zamkniętym w rezonansie, w którym czas potrzebny do zmiany kierunku osi obrotu jest zgodny z całkowitą liczbą orbit księżyca. Takie zjawisko umożliwia sile grawitacyjnej satelity wzmocnienie następującej precesji, w skutek czego po upływie milionów lat przechył planety powiększa się. Spowodowałoby to także zbliżenie się orbity księżyca do planety.

Naukowcy zauważyli, że gdyby Uran miał kiedyś wystarczająco duży księżyc, w przeciągu setek milionów lat mógłby on powiększyć nachylenie tego ciała niebieskiego o ponad 80 stopni. Potem rozbiłby się o jego powierzchnię, ustanawiając wygląd planety, jaki znamy dziś. Ten scenariusz wyjaśniałby niecodzienny przechył Urana – miał wyjątkowo masywnego satelitę, który został wciągnięty w rezonans. Nie jest to jednak na tyle powszechne zjawisko, aby stało się to w przypadku Neptuna, więc różnice między tymi dwoma planetami zostają wyjaśnione. Ta hipoteza więc mogłaby być wyjaśnieniem tej nietypowej charakterystyki.

Korekta – Matylda Kołomyjec

Autor

Anna Hansdorfer