Τα μυστικά του πλανήτη Ουρανού, προσπαθούν να εξηγήσουν Ιάπωνες επιστήμονες.

Οι ασυνήθιστες ιδιότητες του γιγαντιαίου παγωμένου πλανήτη Ουρανού μπερδεύουν από καιρό τους επιστήμονες. Όλοι οι πλανήτες στο ηλιακό σύστημα περιφέρονται γύρω από τον ήλιο προς την ίδια κατεύθυνση και στο ίδιο επίπεδο, τα οποία οι αστρονόμοι θεωρούν απόδειξη για το ότι το ηλιακό μας σύστημα σχηματίστηκε από ένα περιστρεφόμενο δίσκο αερίου και σκόνης. Οι περισσότεροι από τους πλανήτες περιστρέφονται επίσης προς την ίδια κατεύθυνση γύρω από τον άξονά τους, με τους πόλους τους προσανατολισμένους σχεδόν κάθετα στο επίπεδο στο οποίο περιφέρονται οι πλανήτες. Ωστόσο, ο Ουρανός είναι κεκλιμένος κατά περίπου 98 μοίρες! Φαίνεται δηλαδή σαν να «κυλάει» με μια ελαφριά ταλάντωση πάνω στην  τροχιά του από την οπτική του παρατηρητή στην Γη.

Ο Ουρανός έχει επίσης ένα δακτυλιοειδές σύστημα όπως ο Κρόνος και ένα σύνολο 27 (γνωστών) μικρών δορυφόρων που περιστρέφονται γύρω από τον ισημερινό του, δηλαδή κάθετα σε σχέση με το επίπεδο της εκλειπτικής. Η προέλευση των ασυνήθιστων αυτών ιδιοτήτων του Ουρανού γίνεται τώρα προσπάθεια να εξηγηθεί από μια ερευνητική ομάδα με επικεφαλής τον καθηγητή Shigeru Ida του Earth-Life Science Institute (ELSI) του  Τόκιο. Η μελέτη της ομάδας, δείχνει ότι στην αρχή της ιστορίας του ηλιακού μας συστήματος, ένας μεγάλος πλανήτης (ο πρόγονος του Ουρανού) συγκρούστηκε με έναν μικρότερο παγωμένο πλανήτη, με μάζα περίπου μία έως τρεις φορές τη μάζα της Γης. Η σύγκρουση «τούμπαρε» τον νεαρό πλανήτη και άφησε πίσω της σαν μαρτυρία το κεκλιμένο σύστημα των δορυφόρων και των δακτυλιδιών.

Η ομάδα κατέληξε σε αυτό το συμπέρασμα, μελετώντας μια νέα προσομοίωση μέσω υπολογιστή για το σχηματισμό δορυφόρων γύρω από παγωμένους πλανήτες. Οι περισσότεροι από τους πλανήτες στο ηλιακό σύστημα έχουν δορυφόρους διαφορετικών μεγεθών, τροχιών, συνθέσεων και άλλων ιδιοτήτων, οι οποίες πιστεύουν οι επιστήμονες ότι μπορούν να εξηγήσουν το πώς σχηματίστηκαν. Υπάρχουν ισχυρά αποδεικτικά στοιχεία ότι η ίδια η Σελήνη σχηματίστηκε όταν ένα βραχώδες σώμα στο μέγεθος του Άρη χτύπησε την πρώιμη Γη σχεδόν 4,5 δισεκατομμύρια χρόνια πριν. Αυτή η ιδέα εξηγεί πολλά για τη σύνθεση της Γης και της Σελήνης και τον τρόπο που η Σελήνη περιστρέφεται γύρω από τη Γη.

Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι τέτοιες συγκρούσεις ήταν συχνές στο πρώιμο ηλιακό σύστημα και αποτελούν μέρος της ιστορίας του. Αλλά ο Ουρανός πρέπει να έχει βιώσει επιπτώσεις που ήταν πολύ διαφορετικές από ότι η Γη απλώς και μόνο επειδή ο Ουρανός σχηματίστηκε πολύ πιο μακριά από τον ήλιο. Δεδομένου ότι η Γη σχηματίστηκε πλησιέστερα στον ήλιο, όπου το περιβάλλον είναι θερμότερο, αποτελείται κυρίως από αυτό που οι επιστήμονες αποκαλούν «μη πτητικά» στοιχεία, που σημαίνει ότι δεν εξατμίζονται στις «φυσιολογικές» γήινες επιφανειακές πιέσεις και θερμοκρασίες. Γι αυτό η Γη αποτελείται κυρίως από βραχώδη υλικά. Αντίθετα, οι απομακρυσμένοι πλανήτες αποτελούνται σε μεγάλο βαθμό από πτητικά στοιχεία όπως το νερό και η αμμωνία. Αν και αυτά είναι αέρια ή υγρά κάτω από τις θερμοκρασίες και τις πιέσεις της γήινης επιφάνειας, στις τεράστιες αποστάσεις από τον ήλιο, καταψύχονται σε στερεά μορφή.

Σύμφωνα με τον καθηγητή Ida και τη μελέτη των συναδέλφων του, οι γιγαντιαίες συγκρούσεις στους μακρινούς πλανήτες θα είχαν τελείως διαφορετικές επιπτώσεις από εκείνες που θα είχαν στους εσωτερικούς βραχώδεις πλανήτες, όπως εκείνη που οι επιστήμονες πιστεύουν ότι σχημάτισαν τη Σελήνη. Τα συντρίμμια της επιφανειακής κρούστας του Ουρανού, αποτελούμενη από παγωμένα υλικά που στον πλανήτη μας είναι υγρά ή αέρια (όπως νερό και μεθάνιο),  θα είχαν ως επί το πλείστον εξατμιστεί κατά τη διάρκεια της σύγκρουσης και της θερμότητας που αυτή προκάλεσε. Αντίθετα, το βραχώδες υλικό απαιτεί πολύ πιο υψηλή θερμοκρασία εξάτμισης, που σημαίνει ότι σταθεροποιήθηκε γρήγορα και έτσι η Σελήνη κατάφερε να συγκεντρώσει ένα σημαντικό ποσοστό των συντριμμιών που δημιουργήθηκαν από τη σύγκρουση μέσω της βαρύτητας.

Στην περίπτωση του Ουρανού, το κρουστικό κύμα της σύγκρουσης ήταν αρκετά βίαιο ώστε να «γείρει» του πλανήτη και να του δώσει μια περίοδο ταχείας περιστροφής (μια ημέρα στον Ουρανό διαρκεί περίπου 17 ώρες). Το υλικό που απέμεινε από τη σύγκρουση και δεν χάθηκε στο διάστημα, παρέμεινε σε αέρια μορφή για μεγάλο χρονικό διάστημα, περιτριγυρίζοντας τον πλανήτη. Το μεγαλύτερο απομεινάρι της τρομερής σύγκρουσης, το οποίο θα γινόταν ο πλανήτης Ουρανός, συνέλεξε βαρυτικά τα περισσότερα στερεά υπολείμματα και έτσι τα φεγγάρια του Ουρανού είναι μικρά, καθώς δεν κατάφεραν να συγκεντρώσουν μεγάλο μέρος του υλικού. Ο λόγος της μάζας του Ουρανού προς τις μάζες όλων των δορυφόρων του, είναι πάνω από 100 φορές μεγαλύτερος από τον λόγο της μάζας της Γης προς τη μάζα της Σελήνης (ο οποίος είναι 81 προς 1). Το μοντέλο του Ida και των συναδέλφων αναπαράγει με κομψό και ακριβή τρόπο την σημερινή κατάσταση των δορυφόρων του Ουρανού.

Ο καθηγητής Ida λέει: «Αυτό το μοντέλο είναι το πρώτο που εξηγεί τη διαμόρφωση του συστήματος των δορυφόρων του Ουρανού και μπορεί να μας βοηθήσει να εξηγήσουμε τις συνθέσεις και άλλων παγωμένων πλανητών στο ηλιακό μας σύστημα, όπως ο Ποσειδώνας. Όμως και γύρω από άλλα αστέρια, πολλοί παρατηρούμενοι εξωπλανήτες που είναι γνωστοί ως υπερ-γαίες μπορεί να αποτελούνται κατά κύριο λόγο από παγωμένο νερό και άλλα πτητικά υλικά και αυτό το μοντέλο μπορεί επίσης να εφαρμοστεί και σε αυτούς τους πλανήτες».

ΠΗΓΗ: https://phys.org/news/2020-04-uranus-oddities-japanese-astronomers.html

ΦΩΤΟΓΡΑΦΙΑ: Ο πλανήτης Ουρανός σε επεξεργασμένη φωτογραφία του διαστημικού τηλεσκοπίου Hubble. Διακρίνονται τα δαχτυλίδια και αρκετοί από τους δορυφόρους του. Οι τρεις κόκκινες κηλίδες, είναι νέφη μεθανίου. Credit: NASA and ErichKarkoschka, University of Arizona. (CC BY 2.0).

ΔΙΑΒΑΣΤΕ ΕΠΙΣΗΣ: Το μυστήριο της ασυμμετρίας του φεγγαριού ίσως οφείλεται σε σύγκρουση με ένα πλανήτη-νάνο.