太阳系中的所有行星的方向都或多或少与太阳相同,南北指向同一方向。不是尽管。这颗蓝色行星的南北轴与太阳轨道平面倾斜 98 度——它实际上是平躺着绕轨道运行的。
这太奇怪了,它不可能自己发生,现在天文学家相信他们已经找到了答案。在天王星遥远过去的某个地方,它被一颗大约是地球质量两倍的流氓行星撞到了一边。
实际上,一个巨大的影响 - 或者几个较小的影响- 被认为是天王星像一个懒惰的球一样围绕太阳滚动的最合理的原因至少从 1966 年开始。但我们对它发生的方式和时间以及它对地球产生的其他影响知之甚少。
为了寻找答案,研究人员现在使用计算机模拟,将各种大小的物体撞击到天王星模型中并观察结果。
“我们使用高性能超级计算机运行了 50 多种不同的撞击场景,看看是否可以重现塑造地球演化的条件。”物理学家雅各布·凯格雷斯说英国杜伦大学的博士。
“我们的研究结果证实,最有可能的结果是年轻的天王星与一个质量是地球两倍的物体发生了灾难性的碰撞。”
(欧空局/哈勃和美国宇航局,L. Lamy)
研究小组发现,这一事件可能发生在大约 40 亿年前,即太阳系的早期阶段。这样的灾难可以巧妙地解释天王星的其他一些奇怪的事情。
例如,地球精致的赤道环及其规则的顺行卫星系统。事实上,所有卫星都沿同一方向运行,这一事实以前是单巨星撞击假说的一个症结所在,因为以前的模特发现这样的撞击至少会让一些现有的卫星向相反的方向倾斜。
但如果岩石、冰冷天体的撞击将岩石、冰冷物质云送入环绕地球的轨道,那么它们最终可能会朝同一方向旋转,并形成环。另一方面,行星外轨道上的不规则卫星可能是稍后捕获的。
影响撞击理论的另一个谜团是,为什么这样的破坏没有将天王星的大气层吹向太空。相反,它仍然像冰毯一样很好地包裹着地球。
然而,如果这一打击是掠过性的,就足以使天王星侧翻,同时允许其保留大气层,并向轨道喷射大量物质。
撞击甚至可能在地球内部产生融化的冰和岩石块。这可以解释另一个谜团——为什么天王星有这样一个不平衡的磁场,既不对称又离轴倾斜 60 度。
该模型似乎非常简洁地解释了一切,这太棒了,而且不仅仅是为了理解我们自己的太阳系。
最有之一常见的系外行星种类开普勒任务发现的是一种迷你海王星——一颗像天王星和海王星一样的冰行星,但尺寸较小;天王星的质量约为地球的 14 倍,大小是地球的四倍。
更多地了解天王星以及它为何变得如此奇怪,可以帮助我们了解广阔宇宙中其他类似行星的演化。例如,它们可能没有古怪的磁场,但它们可能有一样臭。
该团队的研究成果发表于天体物理学杂志。