研究發現,一顆神秘的神秘行星撞擊了天王星並永遠改變了它
太陽系中的所有行星的方向都或多或少與太陽相同,南北指向同一方向。不是天王星儘管。這顆藍色行星的南北軸與太陽軌道平面傾斜 98 度——它實際上是平躺著繞軌道運行的。
這太奇怪了,它不可能自己發生,現在天文學家相信他們已經找到了答案。在天王星遙遠過去的某個地方,它被一顆大約是地球質量兩倍的流氓行星撞到了一邊。
事實上,一個巨大的影響 - 或者幾個較小的影響- 被認為是天王星像一個懶惰的球一樣圍繞太陽滾動的最合理的原因至少從 1966 年開始。但我們對它發生的方式和時間以及它對地球的其他影響知之甚少。
為了尋找答案,研究人員現在使用電腦模擬,將各種大小的物體撞擊到天王星模型中並觀察結果。
“我們使用高性能超級電腦運行了 50 多種不同的撞擊場景,看看是否可以重現塑造地球演化的條件。”物理學家雅各凱格雷斯說英國杜倫大學的博士。
“我們的研究結果證實,最有可能的結果是年輕的天王星與一個質量是地球兩倍的物體發生了災難性的碰撞。”
(歐空局/哈伯和美國太空總署,L. Lamy)
研究小組發現,這起事件可能發生在大約 40 億年前,也就是太陽系的早期階段。這樣的災難可以巧妙地解釋天王星的其他一些奇怪的事情。
例如,地球精緻的赤道環及其規則的順行衛星系統。事實上,所有衛星都沿著同一方向運行,這一事實以前是單巨星撞擊假說的一個癥結所在,因為以前的模特兒發現這樣的撞擊至少會讓一些現有的衛星向相反的方向傾斜。
但如果岩石、冰冷天體的撞擊將岩石、冰冷物質雲送入環繞地球的軌道,那麼它們最終可能會朝同一方向旋轉,並形成環。另一方面,行星外軌道上的不規則衛星可能是稍後捕獲的。
影響撞擊理論的另一個謎團是,為什麼這樣的破壞沒有將天王星的大氣層吹向太空。相反,它仍然像冰毯一樣很好地包裹著地球。
然而,如果這一打擊是掠過性的,就足以使天王星側翻,同時允許其保留大氣層,並向軌道噴射大量物質。
撞擊甚至可能在地球內部產生融化的冰和岩石塊。這可以解釋另一個謎團——為什麼天王星有這樣不平衡的磁場,既不對稱又離軸傾斜 60 度。
這個模型看起來確實非常簡潔地解釋了一切,這太棒了,而且不僅僅是為了理解我們自己的太陽系。
最有之一常見的系外行星種類開普勒任務發現的是一種迷你海王星──一顆像天王星和海王星一樣的冰行星,但尺寸較小;天王星的質量約為地球的 14 倍,大小是地球的四倍。
多了解天王星以及為何它變得如此奇怪,可以幫助我們了解浩瀚宇宙中其他類似行星的演化。例如,它們可能沒有古怪的磁場,但它們可能有一樣臭。
該團隊的研究成果發表於天體物理學雜誌。