2018.07.05.

Ősi, nagy becsapódás hatása az Uránuszra

Az Uránuszról azon kívül, hogy gyönyörű türkizkék és nagyon messze kering, az köztudott még, hogy a forgástengelye közel merőleges a keringési síkjára, magyarul mondva körbegurul a Nap körüli pályáján. Emellett különleges még a mágneses tere is, amelynek tengelye 60 fokkal tér el a forgástengelyétől, s ráadásul nem is a bolygó középpontján halad át, hanem onnan kb. 7600 km-re (a Neptunuszé hasonlóképp „félrecsúszott”), no és még csak véletlenül se szabályos dipólmágnességet mutat. További rejtély, hogy az Uránusz rendkívül hideg (-226°C ), sokkal hidegebb, mint a nála jóval távolabbi Neptunusz, és kb. ugyanannyi, mint az igazán távoli, és a légköri homálya által hűtött Pluto. A többi gázbolygóval ellentétben az Uránusz nem sugározza ki belső hőjét, a kisugárzása kb. ugyanannyi, mint a beérkező napsugárzás. Az Uránusz holdrendszere is elég fura, belső, és a gyűrűivel szoros kapcsolatban álló normál keringésű holdjain túl néhány, valószínűleg befogott külső holdja is van, ezek legnagyobb része ellentétes irányban kering. Az egész bolygó és a családja úgy néz ki, mintha egy erősen ittas mérnökcsapat dobta volna össze egy különösen húzós buli végén.
No de vajon mi tette ilyenné?

A csillagászok már kb. 50 éve sejtették, hogy ilyet csak egy igazán jelentős becsapódás okozhatott, most azonban egy angol-amerikai kutatócsoportnak szuperszámítógépes szimulációval sikerült részletezni és pontosan igazolni az elképzelést. A több mint 50 féle kiindulási értékkel készült szimulációkat nagy részletességgel és felbontással tudták lefuttatni (korábban is voltak ilyen próbálkozások, azonban a számítási kapacitás azóta rendkívül sokat javult). A szimulációk során olyan változókat vettek figyelembe, mint a becsapódó égitest tömege, összetételi arányai (kőzet / jég), annak hőmérséklete, a becsapódás iránya és energiája; s ezekkel az adatokkal a két égitest találkozását egészen korai időtől (amikor még távol voltak egymástól), a becsapódást követő hatásokig végigmodellezték, a szimulációk végét az jelezte, ha már lenyugodtak a becsapódás hatásai és nem voltak újabb változások a rendszerben.

A szimulációkból arra az eredményre jutottak, hogy kb. 2 földtömegnek megfelelő méretű, kőből és jégből álló égitest csapódott be a fiatal Uránuszba, kis szögben, így a bolygó kőzetmagjának peremére mért erővel tudta kiperdíteni a forgástengelyét a ma látható „guruló” irányúvá.
A becsapódás nemcsak az Uránusz tengelyforgását zökkentette ki a keringési síkból, hanem a bolygó belső magján a becsapódó égitestből eredő jég egy olyan plusz jégkérget hozott létre, amelynek hatására a belső hője nagyrészt már nem tud kiszabadulni. A jégkéreg, amennyiben az összetétele nem egészen azonos az Uránusz saját jégkérgével, nemcsak extra hőszigetelőként játszhat szerepet, hanem még a bolygó mágnességét is befolyásolhatja. A becsapódást követően a kiszakadó anyag eloszlását, összetételét és mennyiségét is pontosan meghatározták, s az is kiderült, hogy a kis szögű, „súroló” becsapódás megkímélte az ős-Uránusz légkörének legnagyobb részét (a frontális ütközés szimulációjánál ugyanolyan tömeggel és energiával számolva az Uránusz légköre legnagyobb részt elveszett volna, így nem a mai formájában láthatnánk a gázbolygót).
A becsapódást követően az Uránusz köré kőzetanyagnak is kellett jutnia, s a szimulációk alapján a belső holdjaihoz elegendő kőzet mennyisége is a kb. 2 földtömegnyi „súroló” becsapódás mellett juthatott a bolygó Roche-határán kívülre (ez az a régió egy égitest körül, ahol az égitest gravitációja darabokra töri az ezen belülre kerülő anyagokat, vagyis ezen belül nem lehet stabil hold).
A kutatócsoport további részleteket is szeretne feltárni a bolygó belső szerkezetét illetően, az erre vonatkozó munkák jelenleg is folynak.

A kutatási eredmény a The Astrophysical Journal július 2-i számában látott napvilágot.

Landy-Gyebnár Mónika
(További fordítások a szerzőtől facebookon:  Égen – Földön – Föld alatt)

Nincs még értékelés

Értékelés

About the Author: