天王星是很有個性的。 太陽系中的大多數行星的兩極或多或少都朝向同一方向。 從上面看，它們中的大多數都是逆時針旋轉的。 但天王星呢？ 它是旋轉軸相對於其軌道成 98 度，並且它以順時針方向旋轉。
這種奇怪現象的主要假設是有一個巨大的東西撞擊了天王星很久以前，把它打翻了茶壺。 儘管這種情況並非不可能，但該模型存在一些相當重大的漏洞。
不過，不要害怕。 馬裡蘭大學的天文學家提出了一個新方案，巧妙地解決了這些問題。 不，天王星沒有喝醉彗星酒並摔倒。 但它可能被一個巨大的環系統向側面傾斜。
“等一下，”你無疑會想，“天王星沒有巨大的光環系統。” 這是正確的。 現在，它還沒有——與它相比，它的光環是微弱而纖細的東西。土星的輝煌傳播。
但卡西尼號最近的證據顯示環可能是暫時的和短暫的- 所以天王星在 45 億年過去的某個時候可能有一個更廣泛的系統。
顛倒模型的問題主要與地球上的事物有關。 以海王星為例。 如果您觀看下面的精彩視頻，您會發現海王星和天王星具有相似的自轉週期。
這些旋轉週期的相似性意味著 -就像木星和土星一樣- 兩顆行星一起誕生。 如果你考慮一個或多個足以使天王星傾斜的影響，那麼類似自轉週期的機率就會變得更低。
天王星的衛星也是一個問題。 撞擊造成的突然傾斜可能會擾亂其衛星系統並使其不穩定，但這顆冰行星的衛星在相對大小和間距上與它的衛星相似。伽利略衛星。
那些衛星也是冰冷的。 足以使地球傾斜的撞擊應該產生足夠的熱量來蒸發這些衛星上的所有冰，使它們大部分由岩石組成，但地球上所有的主要衛星都至少有相等部分的岩石和冰。
馬裡蘭大學的天文學家澤夫·羅戈辛斯基和道格拉斯·漢密爾頓認為，如果天王星有一個足夠大的環系統，使其像陀螺一樣在其軸上擺動，那麼這些問題就可以解決——這種現象稱為「天王星」。進動- 如果歲差與行星的自轉一致軌道進動，橢圓圍繞太陽緩慢移動位置。
您可以在下面看到這兩個概念的動畫。
自旋進動（左）和軌道進動（右）。 （羅伯特·西蒙/美國太空總署；WillowW/維基共享資源）
這種運動排列稱為共振，它在太陽系中發生過幾次——通常在兩個或多個物體的軌道。 例如，冥王星和海王星有2:3的軌道共振，這意味著冥王星繞太陽運行兩圈，海王星繞太陽運行三圈。
行星進動與其軌道進動之間的共振稱為長期自旋軌道共振，它可以產生較大的軸向傾斜。 人們認為這種類型的共振可以有土星的軸向傾斜大於木星， 例如。
之前已經探索過與天王星傾斜相關的長期自旋軌道共振，但假設的共振是由九號行星。 最終是丟棄的極不可能。
但是，羅戈辛斯基和漢密爾頓提出，大圓盤可能更合適。 他們用大圓盤模擬了天王星和海王星，以了解它們如何與行星相互作用。 他們發現地球上有一個巨大的物質盤 - 我們知道它是形成過程的一部分巨行星 - 是最適合的。
但即使它產生了所有模型中最好的結果，它仍然無法讓天王星完全傾斜。 在一百萬年的時間裡，它只產生了70度的傾斜。 這意味著大繁榮理論仍然存在。
然而，將天王星推過剩下的路程所需的任何撞擊岩石都會小得多 - 因此更有可能。
“雖然我們很少能產生大於 70 度的傾斜，並且不能驅動傾斜超過 90 度，但隨後與質量約為地球一半的物體發生碰撞可能會使天王星傾斜從 70 度到 98 度，”研究人員在論文中寫道。
“將巨型撞擊體的質量和數量從兩個或兩個以上減少到一個，可以將產生天王星自旋狀態的可能性增加大約一個數量級。”
目前這些還只是假設，而且仍然懸而未決，但有一點似乎是肯定的：無論是否有彗星酒，那對天王星來說一定是一段瘋狂的時光。
該研究發表於天體物理學雜誌。
