2011.10.11. - Ki­sebb üté­sek so­ro­za­ta bil­lent­het­te ki az Urá­nusz ten­ge­lyét

Egy új szi­mu­lá­ció alap­ján az Urá­nusz ten­ge­lyé­nek fer­de­sé­gét nem egy KO, az­az egyet­len nagy üt­kö­zés okoz­hat­ta, mint aho­gyan ed­dig vél­ték, az in­kább több ki­sebb üt­kö­zés ha­tá­sá­ra bil­len­he­tett ki.

A Nap­rend­szer boly­gói kö­zül az Urá­nusz töb­bek kö­zött az­zal tű­nik ki, hogy for­gás­ten­ge­lye 98°-os szög­ben haj­lik a Nap kö­rü­li pá­lyá­ja­sík­já­nak nor­má­li­sá­hoz. Ez a szög a Ju­pi­ter ese­té­ben mind­össze 3°, a Föld­nél 23,5°, de még a Sza­tur­nusz és a Nep­tu­nusz ese­té­ben is csak 27-28°. Az Urá­nusz nagy ten­gely­dő­lé­se azt je­len­ti, hogy a boly­gó szin­te "gör­dül" a pá­lyá­ján, rá­adá­sul ezt nem elő­re te­szi, ha­nem vissza­fe­le, mi­vel a kér­dé­ses szög meg­ha­lad­ja a 90°-ot. Szak­ki­fe­je­zés­sel él­ve az Urá­nusz ten­gely­for­gá­sa - a ke­rin­gé­si irány­hoz ké­pest - ret­rog­rád. A je­len­ség ál­ta­lá­no­san el­fo­ga­dott ma­gya­rá­za­ta az, hogy a boly­gó a múlt­ban egy nagy, né­hány föld­tö­meg­nyi test­tel üt­kö­zött és ez a sokk bil­len­tet­te ki a for­gás­ten­ge­lyét. Az el­kép­ze­lés­sel az a gond, hogy eb­ben az eset­ben az Urá­nusz hold­ja­i­nak az ere­de­ti pá­lyá­i­kon kel­lett vol­na ma­rad­ni­uk, a hol­dak pá­lya­sík­jai azon­ban szin­te eg­zak­tul 98°-os szö­get zár­nak be a boly­gó ke­rin­gé­si sík­já­nak nor­má­li­sá­val.

Az Urá­nusz boly­gó és hal­vány gyű­rű­rend­sze­re a kö­ze­li inf­ra­vö­rös tar­to­mány­ban.
[Law­ren­ce Sro­movs­ky (Uni­ver­sity of Wis­con­sin), Keck Ob­ser­va­to­ry]

Úgy tű­nik, ezt a hosszú ide­je fenn­ál­ló el­lent­mon­dást si­ke­rült fel­ol­da­nia az Ales­sand­ro Mor­bidel­li (Ob­ser­va­to­ire de la Co­te d'Azur, Ni­ce) ál­tal ve­ze­tett nem­zet­kö­zi ku­ta­tó­cso­port­nak. Mor­bidel­li és mun­ka­tár­sai kü­lön­bö­ző üt­kö­zé­si szce­ná­ri­ó­kat szi­mu­lál­tak, hogy ki­de­rít­sék az Urá­nusz nagy ten­gely­dő­lé­sé­nek leg­va­ló­szí­nűbb okát. Ki­mu­tat­ták, hogy ha az Urá­nuszt ak­kor ér­te az üt­kö­zés, ami­kor még meg­ta­lál­ha­tó volt kö­rü­löt­te a pro­to­pla­ne­tá­ris ko­rong egy ré­sze - ami­ből a hold­jai is ki­ala­kul­tak -, ak­kor ez az anyag új­ra­szer­ve­ződ­he­tett egy fánk ala­kú struk­tú­rá­ba, mely­nek szim­met­ria­sík­ja egy­be­esett a boly­gó új, a pá­lya­sík­hoz nagy szög­ben haj­ló egyen­lí­tői sík­já­val. A tó­rus­z­ban be­kö­vet­ke­ző, a hol­dak ki­ala­ku­lá­sá­hoz ve­ze­tő üt­kö­zé­sek az­tán el­vé­ko­nyí­tot­ták azt. Ez az el­kép­ze­lés pe­dig meg­ma­gya­ráz­za a hol­dak mai pá­lya­haj­lá­sa­it, po­zí­ci­ó­it.

A szi­mu­lá­ci­ók azon­ban egy vá­rat­lan ered­ményt is hoz­tak. A fen­ti szce­ná­ri­ó­ban a hol­dak ret­rog­rád ke­rin­gé­sű­ek lesz­nek, az­az ép­pen az ész­lelt­tel el­len­té­tes irány­ban mo­zog­nak. Mor­bidel­li és kol­lé­gái a mo­dell­jük pa­ra­mé­te­re­i­nek fi­nom­han­go­lá­sá­val pró­bál­tak vá­laszt ad­ni er­re a prob­lé­má­ra. Azt ta­lál­ták, hogy ha a boly­gót nem egyet­len nagy üt­kö­zés, ha­nem leg­alább ket­tő ki­sebb bil­len­tet­te ki, ak­kor sok­kal na­gyobb va­ló­szí­nű­ség­gel ala­kul ki a hol­dak meg­fi­gyelt moz­gás­irá­nya, az­az mo­dell­jük­kel eb­ben az ér­te­lem­ben nem csak a hol­dak pá­lya­sík­ja­i­nak hely­ze­te, de ke­rin­gé­si irá­nyuk is ma­gya­ráz­ha­tó.

A cso­port ered­mé­nyei el­lent­mon­da­nak a boly­gók ki­ala­ku­lá­sá­ra vo­nat­ko­zó szten­derd el­mé­le­tek­nek, így le­het, hogy azo­kat fi­no­mí­ta­ni kell. Mor­bidel­li ma­gya­rá­za­ta sze­rint a te­ó­ri­ák ab­ból in­dul­nak ki, hogy az Urá­nusz és a Nep­tu­nusz, il­let­ve a Ju­pi­ter és a Sza­tur­nusz mag­ja csak a pro­to­pla­ne­tá­ris ko­rong kis ob­jek­tu­ma­i­nak össze­ál­lá­sa ré­vén for­má­ló­dott, a ki­ala­ku­lás köz­ben nagy üt­kö­zé­se­ket nem kel­lett el­szen­ved­ni­ük. Azon­ban az, hogy az új ered­mé­nyek sze­rint az Urá­nusz leg­alább két ilyen köl­csön­ha­tás­nak le­he­tett szen­ve­dő ala­nya, azt su­gall­ja, hogy a je­len­tő­sebb üt­kö­zé­sek fon­tos sze­re­pet töl­töt­tek be az óri­ás­boly­gók ki­ala­ku­lá­sá­ban.

Az ered­mé­nye­ket rész­le­te­ző elő­adás Nan­tes-ban, az EPSC-DPS Jo­int Mee­ting-en hang­zott el.

For­rás:

• Sci­en­ce­Da­ily 2011.10.06.