Uran jest siódmą planetą w Układzie Słonecznym według odległości od Słońca. Jego unikatową cechą jest takie nachylenie osi obrotu, że znajduje się ona prawie w płaszczyźnie orbity. Oznacza to, że jego bieguny północy i południowy znajdują się w miejscu, w którym u pozostałych planet mamy równik.

Międzynarodowy zespół badawczy, którym kierował Jacob Kegerreis, doktorant z Durham University, przeprowadził symulacje komputerowe kolizji Urana z różnymi masywnymi obiektami, aby sprawdzić co spowodowało, że obecnie ma on nietypowo nachyloną oś obrotu. Zweryfikowano w ten sposób ponad 50 różnych scenariuszy zderzeń, do obliczeń używając superkomputera.

Badania potwierdziły wcześniejsze wyniki, że przyczyną tak dużego nachylenia jest kolizja z dużym obiektem. Najprawdopodobniej była to protoplaneta zbudowana ze skał i lodu, a zdarzenie nastąpiło w okresie formowania się Układu Słonecznego, około 4 miliardy lat temu. Masa impaktora była co najmniej dwa razy większa niż masa Ziemi.

Symulacja przewiduje także, że pozostałości po impaktorze mogły utworzyć cienką warstwę w pobliżu brzegu lodowej warstwy planety i uwięzić ciepło wypromieniowywane z jądra Urana. Mogłoby to częściowo tłumaczyć niezwykle niską temperaturę zewnętrznej atmosfery planety (minus 216 stopni Celsjusza).

Po kolizji planeta mogła też utracić swoją atmosferę w przestrzeni kosmicznej, ale udało jej się odzyskać znaczną część. Efektem kolizji może być też powstanie pierścieni i księżyców Urana. Katastrofa spowodowała wyrzucenie skał i lodu na orbitę wokół planety. Z upływem czasu utworzyły one najbardziej wewnętrzne z księżyców. Zapewne wpłynęła też na orbity istniejących już księżyców, o ile takowe były obecne przed uderzeniem.

Kolejną kwestią, którą może wyjaśnić kolizja, jest nachylone i niecentralne pole magnetyczne Urana. Przyczyną takich jego własności może być wytworzenie obszarów stopionego lodu i skał we wnętrzu planety.

Jak wskazują badacze, Uran jest podobny do najpowszechniejszego typu planet pozasłonecznych (egzoplanet). Poznanie jego przeszłości pomoże więc też w zrozumieniu ewolucji i budowy tych pozaziemskich światów.

Wyniki badań opisano w artykule, który ukazał się w czasopiśmie „The Astrophysical Journal”. (PAP)

cza/ ekr/