ענק הגז / קרח אורנוס היה מזמן מקור לתעלומה לאסטרונומים. בנוסף להצגת כמה חריגות תרמיות ושדה מגנטי שאינו במרכז, כוכב הלכת הוא גם ייחודי בכך שהוא היחיד במערכת השמש שמסתובב על צדו. עם הטיה צירית של 98 °, כוכב הלכת חווה עונות רדיקליות ומחזור יום-לילה בקוטבים שבהם יום ולילה בודד נמשך 42 שנים כל אחד.
הודות למחקר חדש שהובל על ידי חוקרים מאוניברסיטת דורהאם, סוף סוף הסיבה להתגלמותה. בעזרת חוקרי נאס"א ומארגונים מדעיים מרובים, הצוות ערך סימולציות שהצביעו כיצד ייתכן שאורנוס ספג השפעה מאסיבית בעברו. לא זו בלבד שההצעה והשדה המגנטי הקיצוניים של כדור הארץ, היא גם תסביר מדוע האטמוספירה החיצונית של הכוכב כה קרה.
המחקר, "השלכות ההשפעות הענקיות על אורנוס מוקדם על סיבוב, מבנה פנימי, פסולת ושחיקה אטמוספרי", הופיע לאחרונה ב כתב העת האסטרופיזי. את המחקר הוביל ג'ייקוב קגררייס, חוקר דוקטורט מהמכון לקוסמולוגיה חישובית של אוניברסיטת דוראם, וכלל חברים ממכון המחקר הסביבתי במפרץ (BAER), מרכז המחקר של אמס של נאס"א, המעבדה הלאומית לוס אלמוס, מעבדות דקארט, אוניברסיטת אוניברסיטת וושינגטון וסנטה קרוז.
לצורך מחקרם, אשר מומן על ידי המועצה למתקני מדע וטכנולוגיה, החברה המלכותית, נאס"א והמעבדה הלאומית לוס אלמוס, הצוות ניהל את הדמיות המחשבים הראשונות ברזולוציה גבוהה כיצד התנגשויות מסיביות עם אורנוס ישפיעו על כדור הארץ. אבולוציה. כפי שהסביר Kegerries בהודעה לעיתונות מאוניברסיטת דורהאם לאחרונה:
אורנוס מסתובב על צדו, כאשר צירו מכוון כמעט בזוויות ישרות לאלו של כל שאר כוכבי הלכת במערכת השמש. זה כמעט ודאי נגרם כתוצאה מפגיעה ענקית, אך אנו יודעים מעט מאוד כיצד זה קרה בפועל ואיך אחרת אירוע כה אלים השפיע על כדור הארץ. "
כדי לקבוע כיצד השפעה ענקית תשפיע על אורנוס, הצוות ערך חבילה של הדמיות חלקיקות הידרודינמיות חלקיקות (SPH), אשר שימשו בעבר גם כדי לדגמן את ההשפעה הענקית שהובילה להיווצרות הירח (המכונה גם השפעת הענק) תיאוריה). על פי כל המספרים, הצוות הצליח לנהל יותר מ- 50 תרחישי השפעה שונים באמצעות מחשב המונע על מנת לבדוק אם הוא ישחזר את התנאים שעיצבו את אורנוס.
בסופו של דבר, ההדמיות אישרו כי תנוחתו המוטה של אורנוס נגרמה כתוצאה מהתנגשות עם עצם מסיבי (בין שניים לשלושה מסות אדמה) שהתרחשו לפני כארבעה מיליארד שנה - כלומר במהלך היווצרות מערכת השמש. זה היה בקנה אחד עם מחקר קודם שהצביע כי השפעה על כוכב לכת צעיר עשוי סלע וקרח יכולה הייתה להיות אחראית להטיה הצירית של אורנוס.
"הממצאים שלנו מאשרים כי התוצאה הסבירה ביותר הייתה שהאורנוס הצעיר היה מעורב בהתנגשות קטקסמית עם עצם כפול מכמות כדור הארץ, אם לא גדול יותר, דפק אותו לצד שלו והציב בתהליך את האירועים שעזרו ליצור את כדור הארץ אנו רואים היום, "אמר קיגריס.
בנוסף, ההדמיות ענו על שאלות מהותיות אודות אורנוס שהועלו בתגובה למחקרים קודמים. בעיקרו של דבר, מדענים תהו כיצד אורנוס יכול היה לשמור על האווירה שלו לאחר התנגשות אלימה, אשר באופן תיאורטי הייתה מפוצצת את שכבות המימן והגז הליום שלה. על פי הדמיות הצוות, ככל הנראה, הסיבה לכך הייתה שההשפעה פגעה במכה באורנוס.
זה היה מספיק כדי לשנות את הטיה של אורנוס, אך לא היה מספיק חזק בכדי להסיר את האווירה החיצונית שלו. בנוסף, ההדמיות שלהם הצביעו על כך שההשפעה יכולה הייתה להפיל את הסלע והקרח למסלול סביב כדור הארץ. לאחר מכן זה יכול היה להתגבש כדי ליצור את הלוויינים הפנימיים של הפלנטה ולשנות את סיבובם של ירחים קיימים שכבר במסלול סביב אורנוס.
אחרון חביב, ההדמיות הציעו הסבר אפשרי לאופן שבו אורנוס השיג את השדה המגנטי הלא-מרכזי ואת האנומליות התרמיות שלו. בקיצור, ההשפעה הייתה יכולה ליצור קרח מותך וגושי סלע מגושמים בתוך כדור הארץ (ובכך להסביר את השדה המגנטי שלו). זה יכול היה ליצור גם קליפה דקה של פסולת בסמוך לקצה שכבת הקרח של כדור הארץ שהיה יכול לכוד את החום הפנימי, מה שיכול להסביר מדוע האטמוספירה החיצונית של אורנוס חווה טמפרטורות קרות במיוחד של -216 ° C (-357 ° F).
מעבר לסייע לאסטרונומים להבין את אורנוס, אחד מכוכבי הלכת הפחות מובנים במערכת השמש, למחקר יש השלכות גם כשמדובר בחקר exoplanets. עד כה, רוב כוכבי הלכת שהתגלו במערכות כוכבים אחרות היו דומים בגודלם ובמסתם לאורנוס. מכיוון שכך, החוקרים מקווים כי ממצאיהם ישפכו אור על ההרכבים הכימיים של הכוכב הזה ויבארו כיצד הם התפתחו.
כפי שאמר ד"ר לואיס תאודורו - ממכון BAER ומרכז המחקר איימס של נאס"א - ואחד המחברים המשותפים לעיתון, "כל העדויות מצביעות על השפעות ענק הנפוצות במהלך היווצרות כדור הארץ, ועם סוג זה של מחקר אנו מקבלים כעת תובנה רבה יותר לגבי השפעתם על Exoplanets פוטנציאליים למגורים. "
בשנים הקרובות מתוכננות משימות נוספות לחקר מערכת השמש החיצונית וכוכבי הלכת הענקיים. מחקרים אלה לא רק יעזרו לאסטרונומים להבין כיצד התפתחה מערכת השמש שלנו, הם גם יכולים לספר לנו מה תפקידם של ענקי הגז בכל הנוגע למגורים.
