Uranus’ enorme 98-graders tilt kan skyldes at en måne migrerer bort fra planeten

De uvanlige egenskapene til isgiganten Uranus har lenge forundret forskere.

Men nå mener eksperter at de har en forklaring på hvorfor den syvende planeten fra solen har en rotasjonsakse så skjev at den like gjerne kan ligge.

De sier at en mystisk måne som migrerer bort fra Uranus kan ha trukket planeten over på siden, noe som har fått den til å ha en helning på 98 grader fra baneplanet.

Forskerne fra det nasjonale senteret for vitenskapelig forskning i Frankrike hevder at det ikke engang hadde trengt å være en stor måne for å ha denne effekten.

Selv om en større satellitt mer sannsynlig ville ha skylden, kunne noe som er halvparten av massen av vår egen satellitt ha gjort det.

Den merkelige tilten er ikke Uranus eneste raritet. Den roterer også med klokken, som er motsatt retning fra de fleste andre planetene i vårt solsystem.

Tidligere forskning har antydet at denne merkelige oppførselen kan være fordi Uranus ble truffet av et massivt objekt for omtrent dobbelt så stort som jorden for milliarder av år siden, noe som fikk planeten til å vippe.

Den ‘katalysmiske’ kollisjonen formet Uranus’ utvikling og kan forklare dens frysetemperaturer, ifølge 2018-studien.

Men problemet med den teorien er at den ikke forklarer hvorfor dens naboplanet Neptun deler en rekke likheter, inkludert masser, rotasjonshastigheter, atmosfærens dynamikk og sammensetninger, og uvanlige magnetiske felt.

Dette førte til at forskere forsøkte å finne andre forklaringer, for eksempel en slingring som kunne ha blitt introdusert av et gigantisk ringsystem eller en gigantisk måne tidlig i solsystemets historie.

For noen år siden fant astronomen Melaine Saillenfest – som ledet den nye studien – noe interessant om Jupiter.

Gassgigantens tilt kan øke fra nåværende små 3 prosent til rundt 37 prosent om noen milliarder år. Grunnen? Dens utvandring av månene.

Så tok de en titt på Saturn og fant ut at dens nåværende tilt på 26,7 grader kan være et resultat av den raske utvandringen til dens største måne, Titan.

Forskerne teoretiserte at dette kunne ha skjedd mens de hadde veldig lite effekt på planetens spinnhastighet.

Dette førte til at teamet utførte simuleringer av et hypotetisk uransystem for å finne ut om en lignende mekanisme kunne forklare dens merkelige oppførsel.

De fant at en hypotetisk måne med en minimumsmasse på rundt halvparten av jordens måne kunne vippe Uranus mot 90 grader hvis den migrerte mer enn 10 ganger radiusen til Uranus med en hastighet høyere enn 6 centimeter per år.

Imidlertid vil en større måne som kan sammenlignes i størrelse med Jupiters Ganymedes være mer sannsynlig å produsere tilt og spinn vi ser i Uranus i dag.

Problemet med teorien er at minimumsmassen – omtrent en halv jordmåne – er omtrent fire ganger den samlede massen av de nåværende kjente uranske satellittene.

Men forskerne tror de har et svar, selv for det.

De sier det med en tilt på ca 80 grader, kunne denne hypotetiske månen ha blitt destabilisert, og utløst en kaotisk fase for spinnaksen som endte da den til slutt kolliderte med Uranus, og effektivt “fossiliserte” planetens aksiale tilt og spinn.

“Dette nye bildet for vipping av Uranus virker ganske lovende for oss,” skrev de.

«Så vidt vi vet, er dette første gang at en enkelt mekanisme er i stand til å både vippe Uranus og fossilisere dens spinnakse i sin endelige tilstand uten å påkalle et gigantisk støt eller andre ytre fenomener.

‘Hoveddelen av våre vellykkede løp topper på Uranus’ plassering, noe som fremstår som et naturlig resultat av dynamikken.

“Dette bildet virker også tiltalende som et generisk fenomen: Jupiter i dag er i ferd med å begynne vippefasen, Saturn kan være halvveis inne, og Uranus ville ha fullført det siste stadiet, med ødeleggelsen av satellitten.”

Oppgaven, som ennå ikke har blitt fagfellevurdert, har blitt akseptert i tidsskriftet Astronomy & Astrophysics og gjort tilgjengelig på forhåndstrykkressursen arXiv.