Уран се счита за най-загадъчната планета в Слънчевата система. Възможно е този свят да бъде достигнат само веднъж през 1986 г. с помощта на космическия кораб Вояджър-2. Основната странност е, че планетата се върти почти на своя страна.
Докато другите светове се въртят почти "вертикално", а техните оси на въртене са под прав ъгъл спрямо орбиталните пътеки около звездата, наклонът на Уран е почти прав. В резултат на това през лятото северният му полюс гледа директно към слънчевия диск. В допълнение, останалите гигантски планети имат пръстени около себе си в хоризонтално положение, докато в Уран пръстените и лунното семейство са вертикални.
Сателити и пръстени на Уран
Също така леденият гигант има необичайно нисък температурен индекс и смачкано магнитно поле, което е изместено от центъра. Смята се, че преди Уран не е бил различен от слънчевите планети, но след това е преобърнат. Какво се случи?
Сблъсък в миналото
Преди това слънчевата система беше по-твърда среда, където протопланетите се разбиваха един друг и спомагаха за оформянето на съвременните планети. Много учени смятат, че състоянието на Уран е резултат от драматичен сблъсък в миналото. Затова изследователите решиха да разберат как това може да се случи.
За съжаление, учените не са в състояние да създадат две планети в лабораторията и да ги подтикнат да видят процеса със собствените си очи. Следователно е необходимо да се прилагат компютърни модели, които симулират събитие.
Аксиален наклон на Уран
Основната идея е да се пресъздаде сблъсък на планетата, включващ множество частици, които имитират планетарния материал. Тук се вземат под внимание и уравнения, основани на физични закони. В резултат на това се създават комплексните резултати от гигантски сблъсък. Освен това изследователите получават пълен контрол и могат да обмислят различни сценарии. Новият модел показа, че голям обект (поне два пъти по-голям от масата на Земята) може да е отговорен за странното въртене на съвременния Уран, ако се блъсне в младия свят и се слее с него. В случай на по-силен сблъсък материалът на ударния обект ще се уталожи в тънка гореща обвивка на ръба на гигантския леден слой, под водородна и хелиева атмосфера.
Това ще попречи на сливането на материал в центъра на планетата. Всичко предполага, че идеята съответства на наблюдавания студен външен слой на гиганта. Термичната еволюция е сложна тема. Но сега е ясно как голям удар може да промени планетата отвътре и отвън.
Компютърни изчисления
Тъмното петно, уловено от телескопа Хъбъл.
Важно е да се разбере, че симулациите и броят на частиците, които трябва да се вземат под внимание, служат като граница за изчисленията. Но не можете просто да добавяте и добавяте голямо количество частици, защото дори най-напредналите компютри прекарват много време в изчисленията.
Новата работа е взела предвид фрагменти с параметри на повече от сто метра, което е 100-1000 пъти по-голямо, отколкото в други модели. Симулацията не само ви позволява да създавате невероятни снимки и анимации на случващото се, но и отваря много въпроси, на които трябва да се отговори.
По-голяма точност беше постигната благодарение на новия SWIFT код, който беше създаден, за да се възползва напълно от възможностите на суперкомпютъра. Кодът може да определи времето, необходимо за всяка изчислителна задача. Той също така правилно разпределя работата, постигайки максимална ефективност.
Екзопланети и извън тях
Учените мечтаят не само да разберат историята на Уран, но и да изучат процеса на формиране на планетите. Търсенията показват, че сред екстрасоларните светове най-често се срещат планети като Уран и Нептун. Следователно разбирането за формирането и еволюцията на ледените гиганти в Слънчевата система ще помогне да се изследва историята на техните екзопланетни колеги.
Уран, взет с телескопа Хъбъл за период от 4 години.
В новата симулация беше важно да се изследва съдбата на атмосферата на планетата след гигантски сблъсък. Моделът показва, че част от атмосферния слой, който е оцелял при първия удар, може да бъде унищожен от последващото разширение на планетата. Липсата на атмосферен слой намалява шансовете за живот.
Обаче огромните разходи за енергия и допълнителните материали ще помогнат за формирането на полезни химикали за жизнени форми. Освен това скалистият материал от сърцевината на разбития обект може да се слее с външната атмосфера. Това означава, че изследователите могат да търсят определени микроелементи, които служат като сигнали за подобен ефект.
Учените все още не разбират напълно миналото на Уран и последствията от планетарни удари. Всяка година компютърните симулации стават все по-подробни, но все още трябва да разберем по много начини. Затова учените настояват за необходимостта да се изпрати нова мисия към ледените гиганти, за да изследват техните необичайни магнитни полета, невероятни лунни семейства и пръстени, както и да разберат композицията.
