أورانوس يسير على إيقاع طبله الصغير الغريب.
في حين أنه يشترك في العديد من أوجه التشابه مع عملاق الجليد الآخر في نظامنا الشمسي ، نبتون ، إلا أنه يحتوي على مجموعة من المراوغات الخاصة به.
ومن المستحيل تفويت إحداها: محور دورانها منحرف لدرجة أنها قد تكون مستلقية أيضًا. هذا ميل ضخم 98 درجة من المستوى المداري.
وفوق ذلك ، فإنه يدور في اتجاه عقارب الساعة – وهو الاتجاه المعاكس لمعظم الكواكب الأخرى في النظام الشمسي.
توصلت دراسة جديدة إلى تفسير معقول لهذا السلوك الغريب: قمر يبتعد عن الكوكب ، مما يسحب أورانوس إلى جانبه. ولن يكون من الضروري حتى أن يكون قمرًا كبيرًا. شيء ما نصف كتلة قمرنا يمكن أن يفعل ذلك ، على الرغم من أن قمرًا أكبر سيكون المنافس المحتمل.
تم توضيح السبب في ورقة بحثية بقيادة عالمة الفلك ميلين سايلنفيست من المركز الوطني للبحث العلمي في فرنسا. تم قبول هذه المقالة ، التي لم تتم مراجعتها من قبل الأقران ، في المجلة علم الفلك والفيزياء الفلكية وإتاحتها على مورد ما قبل الطباعة arXiv.
توصل العلماء إلى نماذج لشرح هذا السلوك الغريب ، مثل جسم ضخم اصطدم بأورانوس و طرقته جانبا حرفيالكن الأكثر تفضيلاً تفسير هو حافظة مسافة من الأشياء الصغيرة.
ومع ذلك ، تثير هذه الفرضية أسئلة يصعب تفسيرها: وهي أوجه التشابه المزعجة مع نبتون.
يمتلك الكوكبان كتلًا متشابهة للغاية ، وأنصاف أقطار ، ومعدلات دوران ، وديناميكيات وتركيبات الغلاف الجوي ، ومجالات مغناطيسية غريبة. تشير أوجه التشابه هذه إلى أن الكوكبين قد نشأوا معًا ، ويصبح التوفيق بينهما أكثر صعوبة عند إضافة تأثيرات كوكبية إلى المزيج.
أدى هذا بالعلماء إلى البحث عن تفسيرات أخرى ، مثل التذبذب الذي يمكن أن يكون مقدمًا بواسطة a نظام الحلقة العملاقة أو واحد قمر عملاق في وقت مبكر من تاريخ النظام الشمسي (على الرغم من وجود آلية مختلفة).
ولكن بعد ذلك ، قبل بضع سنوات ، وجد Saillenfest وزملاؤه شيئًا مثيرًا للاهتمام كوكب المشتري. بفضل أقماره ، يمكن أن ينتقل ميل الغاز العملاق من نسبة 3٪ الحالية إلى حوالي 37٪ في بضعة مليارات من السنينمن خلال الهجرة الخارجية لأقماره.
ثم ألقوا نظرة على زحل واكتشفوا أن ميله الحالي البالغ 26.7 درجة يمكن أن يكون نتيجة لـ الهجرة السريعة إلى الخارج من أكبر قمر لهاو تيتان. ووجدوا أن هذا يمكن أن يحدث دون أي تأثير تقريبًا على سرعة دوران الكوكب.
من الواضح أن هذا أثار تساؤلات حول أكثر الكواكب ميلًا في النظام الشمسي. لذلك أجرى الفريق عمليات محاكاة لنظام افتراضي لأورانيان لتحديد ما إذا كانت آلية مماثلة يمكن أن تفسر خصوصياته.
ليس من غير المألوف أن تهاجر الأقمار. يتحرك قمرنا حاليًا بعيدًا عن الأرض بمعدل 4 سنتيمترات (1.6 بوصة) سنويًا. تمارس الأجسام التي تدور حول مركز ثقل متبادل قوة مدية على بعضها البعض مما يؤدي إلى إبطاء دورانها تدريجيًا. وهذا بدوره يخفف من قبضة الجاذبية بحيث تتسع المسافة بين الجسمين.
بالعودة إلى أورانوس ، أجرى الفريق عمليات محاكاة بمجموعة من المعلمات ، بما في ذلك كتلة القمر الافتراضي. ووجدوا أن قمرًا بحد أدنى نصف كتلة قمر الأرض يمكن أن يميل أورانوس بحوالي 90 درجة إذا هاجر أكثر من 10 أضعاف نصف قطر أورانوس بمعدل أكبر من 6 سنتيمترات في السنة.
ومع ذلك ، كان من الأرجح في عمليات المحاكاة أن ينتج قمرًا أكبر حجمًا مشابهًا لحجم جانيميد الميل والدوران الذي نراه في أورانوس اليوم. ومع ذلك ، فإن الكتلة الدنيا – حوالي نصف قمر الأرض – هي حوالي أربعة أضعاف الكتلة المشتركة لأقمار أورانوس المعروفة حاليًا.
العمل يأخذ هذا أيضا في الاعتبار. عند ميل حوالي 80 درجة ، القمر أصبح غير مستقر ، مما أدى إلى مرحلة فوضوية لمحور الدوران الذي انتهى عندما اصطدم القمر أخيرًا بالكوكب ، مما أدى إلى “تحجر” الإمالة والدوران المحوريين لأورانوس.
“هذه الصورة الجديدة لميل أورانوس تبدو واعدة جدًا بالنسبة لنا ،” اكتب الباحثين.
“على حد علمنا ، هذه هي المرة الأولى التي تكون فيها آلية واحدة قادرة على إمالة أورانوس وتحجر محور دورانه إلى حالته النهائية دون التسبب في حدوث تأثير عملاق أو ظواهر خارجية أخرى. ويتوج جزء من عمليات الإعدام الناجحة في موقع أورانوس ، الذي يظهر كنتيجة طبيعية للديناميات “، هم يكمل.
“تبدو هذه الصورة أيضًا جذابة كظاهرة عامة: كوكب المشتري على وشك أن يبدأ مرحلة الميل اليوم ، وقد يكون زحل في منتصف الطريق هناك ، وكان أورانوس قد أكمل المرحلة النهائية ، مع تدمير قمره الصناعي.”
من غير الواضح ما إذا كان أورانوس قد استضاف قمرًا كبيرًا بما يكفي وبمعدل هجرة مرتفع بما يكفي لإنتاج هذا السيناريو ، وسيكون من الصعب ، كما يقول الباحثون ، إظهار ذلك من خلال الملاحظات.
ومع ذلك ، فإن الفهم الأفضل للمعدل الحالي لهجرة أقمار أورانوس سيقطع شوطًا طويلاً في حل هذه الأسئلة. إذا كانوا يهاجرون بمعدل مرتفع ، فقد يعني ذلك أنهم تشكلوا من حطام القمر القديم بعد تدميره منذ دهور.
احضر هذا مسبار أورانوس.
تم قبول البحث في علم الفلك والفيزياء الفلكية ومتاح في arXiv.