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由天王星的神秘怪物感到困惑的科学家 - 日本天文学家找到答案

2021-10-12 08:50:06来源:

天王星在太阳系中的行星中独特地倾斜。天王星的卫星和戒指也以这种方式为导向,表明他们在灾难性的影响下形成,这在其历史早期倾斜。

天王星的旋转轴和卫星和环形系统的不寻常性质可能是由于古老的冰冷影响。

冰巨人天王星的异常属性有很长的困惑科学家。

我们的太阳系中的所有行星都在同一个方向和同一平面上围绕着阳光,天文学家认为是我们的太阳能系统由旋转气体和灰尘形成的赌注。我们太阳系中的大多数行星也沿同一方向旋转,它们的磁极垂直于行星旋转的平面旋转。然而,在所有行星中独一无二,天王星在大约98度上倾斜。

乌兰旋转轴从98度的“轨道正常”倾斜。其卫星轨道法线与旋转轴重合。

而不是思考恒星在各个方向和地球的各个距离中传播的现实,而是通过设想天体球体更容易理解。要描绘天体球体是什么,仰望夜空,想象你所看到的所有恒星都画在太阳系周围的球体内部。当地球相对于这个'球体'时,星星似乎似乎上升并设置。由于天王星旋转和轨道阳光,它使其极点瞄准与此球体有关的定点,因此它似乎从地球观察者的角度滚动并摆动。

天王星也有一个环形系统,如土星,以及一个27卫星的转换,围绕其赤道绕行,所以它们也是倾斜的。天王星的不寻常的物业是如何由Shigeru Ida教授从地球生命科学研究所(Elsi)领导的研究团队在东京工业大学技术研究所所解释的。他们的研究表明,在我们的太阳系历史上,天王星被一个小冰球击中 - 大约1-3倍的地球质量 - 这将年轻的星球倒在其特殊的月亮和环系统之后一个“吸烟枪”。

该团队致力于结束这一结论,而他们正在构建冰球周围的月球形成的小说模拟。太阳系中的大多数行星都有卫星,这些展示了不同尺寸,轨道,组成和其他性质的动物园,这位科学家认为可以帮助解释他们的形成。当一个岩石火星大小的身体达到早期的地球时,有强有力的据证据是自己的单身月亮近45亿年前。这个想法解释了地球和月亮的构成的大量大量,以及月亮轨道地球的方式。

科学家在早期的太阳系中预计这种大规模碰撞更常见,事实上,他们是所有行星被认为形成的故事的一部分。但天王星必须经历了与地球截然不同的影响,因为天王星从太阳形成了如此远。由于地球更接近环境变得更热的阳光,它主要由科学家称之为“非易失性”的元素,这意味着它们不会在正常地面压力和温度下形成气体;它们是由岩石制成的。相反,最外面的行星主要由'挥发性'元素组成,例如水和氨类似的东西。即使这些是地面表面的气体或液体,如温度和压力,在阳光下的巨大距离处,外包行星轨道,它们被冷冻成固体冰。

据Ida教授和他的同事的研究,对遥远的冰球的巨大影响与涉及洛基行星的人完全不同,例如影响科学家认为形成了地球的月亮。因为水冰形式低的温度,来自天王星的碰撞碎片和其冰冷的冲击器在碰撞期间大部分蒸发。

对于涉及地球的成日撞击的岩石材料也可能是真的,但相比之下,这种岩石材料具有非常高的冷凝温度,这意味着它迅速凝固,因此地球的月亮能够收集大量的由于其自身的重力而产生的碎片。

在天王星的情况下,一个大的冰冷影响能够倾斜地球,使其快速旋转期(天王星的日'目前〜17小时,甚至比地球的速度快),碰撞中的剩余材料仍然是气态更长。最大的大众身体,什么会成为天王星,然后收集大部分剩菜,因此天王星的目前的卫星很小。要精确地,天王星对天王星对天王星的群众的比例大于地球质量与其月亮的比例超过一百个。IDA和同事模型精美地再现了天王星卫星的当前配置。

正如IDA教授解释的那样,“这个模型是第一个解释天王星月亮系统的配置,它可能有助于解释我们的太阳系中其他冰球的配置,如海王星。除此之外,天文学家现在已经发现了数千个周围的恒星,所谓的外产上所谓的外延,并且观察结果表明,许多被称为外部地球的新发现的行星在外部地球系统中可以在很大程度上由水冰组成,而且该模型也可以应用到这些行星。

参考:“乌兰卫星形成通过巨大影响产生的水蒸气圆盘”,由Shigeru Ida,Shoji Ueta,Takanori Sasaki和Yuya Ishizawa,2020年3月30日,自然天文学.DOI:
10.1038 / s41550-020-1049-8