211service.com
Kollisionsfri teori förklarar varför Uranus ligger på sidan
Ett av de stora mysterierna i vårt solsystem är varför Uranus lutar på sidan. Visst, om solsystemet bildades av samma roterande moln av damm och gas, borde alla kroppar i det rotera på samma sätt. Och ändå ligger Uranus rotationsaxel 97 grader mot solsystemets plan.
Standardförklaringen är att Uranus måste ha varit inblandad i någon form av interplanetär kollision med en protoplanet i jordstorlek i solsystemets tidiga dagar. Det är en frestande idé men den har vissa brister. Till exempel förklarar det inte varför banorna för Uranus månar lutar på liknande sätt, inte dess ringar.
Idag lade Gwenael Boue och Jacques Laskar vid Observatoire de Paris i Frankrike fram en annan idé. De säger att Uranus kan ha lutat under perioden strax efter bildandet när planeterna migrerade till de banor vi ser nu. De påpekar att närvaron av satelliter runt en planet kan öka dess precession, om den har en hög initial lutning på mer än säg 17 grader. Denna ökning kan vara med så mycket som en faktor på 1000 om månens massa och dess banas radie har vissa värden. För Uranus är detta för en måne med 0,01 uranmassa och med 50 uranradier.
Problemet är förstås att Uranus inte har en sådan måne. Dess mest avlägsna följeslagare är Oberon med en massa på bara 10^-5 uranmassor och en omloppsbana på 23 uranradier.
Boue och Laskars idé är att Uranus en gång hade en måne av önskad storlek och omloppsbana, vilket fick planeten att luta under planetvandringen, men att denna måne kastades ut under ett nära möte mot slutet av migrationen.
För att studera om denna idé är genomförbar, simulerade de processen för migration av jättelika planeter i det tidiga solsystemet cirka 10 000 gånger. De kasserade sedan alla scenarier där planeterna kolliderade eller inte hamnade i rätt slutlig ordning. De valde sedan endast de utfall där Uranus hade en lutning på mer än 17 grader och förkastade också alla simuleringar där Uranus kom inom 50 uraniska radier från en annan planet, eftersom det sannolikt skulle stöta ut Oberon såväl som den ytterligare hypotesen. Det lämnade 17 simuleringar.
Boue och Laskar lade sedan till den extra månen för att se hur den skulle påverka Uranus lutning och upprepade vart och ett av dessa 17 scenarier ytterligare 100 gånger. I 37 fall hjälpte nymånen Uranus upp på sidan och hamnade sedan i att kastas ut efter ett nära möte med en annan gasjätte.
Det är ett intressant resultat och inte bara på grund av lutningen: vissa modeller av planetbildning förutspår att Uranus borde ha haft en annan måne (om än något mindre än den som Boue och Laskar introducerar). Följaktligen har denna idé den eleganta egenskapen att förklara två mysterier till priset av ett, aldrig en dålig sak inom vetenskapen.
Ref: http://arxiv.org/abs/0912.0181: Ett kollisionsfritt scenario för Uranus-lutning