Uran jest uważany za najbardziej tajemniczą planetę w Układzie Słonecznym. Do tego świata można było dotrzeć tylko raz w 1986 r. Przy pomocy sondy Voyager-2. Główną osobliwością jest to, że planeta obraca się prawie po swojej stronie.
Podczas gdy inne światy obracają się niemal „pionowo”, a ich osie obrotu są prostopadłe do ścieżek orbitalnych wokół gwiazdy, nachylenie Urana jest prawie proste. W rezultacie latem biegun północny patrzy bezpośrednio na dysk słoneczny. Ponadto reszta gigantycznych planet ma pierścienie wokół siebie w pozycji poziomej, podczas gdy w Uranus pierścienie i rodzina księżycowa są pionowe.
Satelity i pierścienie Urana
Ponadto lodowy gigant ma niezwykle niski wskaźnik temperatury i pogniecione pole magnetyczne przesunięte od środka. Uważa się, że zanim Uran nie był różny od planet słonecznych, ale potem został przewrócony. Co się stało?
Starcie w przeszłości
Wcześniej układ słoneczny był bardziej sztywnym środowiskiem, w którym protoplanety wpadały na siebie i pomagały kształtować współczesne planety. Wielu naukowców uważa, że stan Urana jest wynikiem dramatycznej kolizji w przeszłości. Dlatego naukowcy postanowili zrozumieć, jak to się może stać.
Niestety, naukowcy nie są w stanie stworzyć dwóch planet w laboratorium i popchnąć ich, aby zobaczyli proces na własne oczy. Dlatego konieczne jest zastosowanie modeli komputerowych symulujących zdarzenie.
Osiowe nachylenie Urana
Główną ideą było odtworzenie kolizji planetarnej z udziałem wielu cząstek naśladujących materiał planetarny. Tutaj uwzględniane są również równania oparte na prawach fizycznych. W rezultacie powstają złożone wyniki gigantycznej kolizji. Ponadto naukowcy uzyskują pełną kontrolę i mogą rozważyć różne scenariusze. Nowy model pokazał, że duży obiekt (co najmniej dwa razy większy od masy Ziemi) może być odpowiedzialny za dziwną rotację współczesnego Urana, jeśli uderzy w młody świat i połączy się z nim. W przypadku silniejszego zderzenia materiał obiektu uderzeniowego osiądzie w cienkiej gorącej skorupie na krawędzi gigantycznej warstwy lodu, w atmosferze wodoru i helu.
Zapobiegnie to łączeniu się materiału w centrum planety. Wszystko wskazuje na to, że idea odpowiada obserwowanej zimnej zewnętrznej warstwie olbrzyma. Ewolucja termiczna to złożony temat. Ale teraz jest jasne, jak duży cios może zmienić planetę wewnątrz i na zewnątrz.
Obliczenia komputerowe
Ciemna plama uchwycona przez teleskop Hubble'a.
Ważne jest, aby zrozumieć, że symulacje i liczba cząstek, które należy uwzględnić, stanowią ograniczenie obliczeń. Ale nie można po prostu dodać i dodać dużej ilości cząstek, ponieważ nawet najbardziej zaawansowane komputery spędzają dużo czasu na obliczeniach.
Nowa praca wzięła pod uwagę fragmenty o parametrach przekraczających sto metrów, które są 100-1000 razy większe niż w innych modelach. Symulacja nie tylko pozwala tworzyć niesamowite zdjęcia i animacje tego, co się dzieje, ale otwiera wiele pytań, na które trzeba odpowiedzieć.
Większa dokładność została osiągnięta dzięki nowemu kodowi SWIFT, który został stworzony w celu pełnego wykorzystania możliwości superkomputera. Kod jest w stanie określić czas potrzebny na każde zadanie obliczeniowe. Prawidłowo dystrybuuje pracę, osiągając maksymalną wydajność.
Egzoplanety i nie tylko
Naukowcy marzą nie tylko o zrozumieniu historii Urana, ale także o zbadaniu procesu formowania się planet. Wyszukiwania pokazują, że wśród światów pozasłonecznych najczęściej spotyka się planety takie jak Uran i Neptun. Dlatego zrozumienie powstawania i ewolucji lodowych olbrzymów w Układzie Słonecznym pomoże zbadać historię ich egzoplanetarnych odpowiedników.
Uran wykonany za pomocą teleskopu Hubble'a przez okres 4 lat.
W nowej symulacji ważne było zbadanie losów atmosfery planety po gigantycznej kolizji. Model pokazuje, że część warstwy atmosferycznej, która przetrwała pierwsze uderzenie, może zostać zniszczona przez późniejszą ekspansję planetarną. Brak warstwy atmosferycznej zmniejsza szanse na życie.
Jednak ogromne koszty energii i dodatkowe materiały pomogą stworzyć przydatne substancje chemiczne do form życia. Ponadto materiał skalny z rdzenia rozbitego obiektu może łączyć się z atmosferą zewnętrzną. Oznacza to, że naukowcy mogą wyszukiwać pewne pierwiastki śladowe, które służą jako sygnalizatory o podobnym działaniu.
Naukowcy wciąż nie w pełni rozumieją przeszłość Urana i konsekwencje uderzeń planet. Każdego roku symulacje komputerowe stają się coraz bardziej szczegółowe, ale wciąż musimy się zastanawiać na wiele sposobów. Dlatego naukowcy nalegają na wysłanie nowej misji do gigantów lodu, aby zbadać ich niezwykłe pola magnetyczne, niesamowite rodziny księżyców i pierścienie, a także zrozumieć skład.
