Uranus wordt beschouwd als de meest mysterieuze planeet in het zonnestelsel. Het was mogelijk om deze wereld slechts één keer in 1986 te bereiken met de hulp van het ruimtevaartuig Voyager-2. De grootste rariteit is dat de planeet bijna op zijn kant draait.
Terwijl de andere werelden bijna "verticaal" roteren en hun draaiingsassen haaks staan op de baanpaden rond de ster, is de helling van Uranus bijna recht. Als gevolg daarvan kijkt de noordpool in de zomer direct naar de zonneschijf. Bovendien hebben de rest van de reuzenplaneten ringen om zich heen in een horizontale positie, terwijl in Uranus de ringen en de maanfamilie verticaal zijn.
Satellieten en ringen van Uranus
Ook heeft de ijsreus een ongebruikelijk lage temperatuurindex en een verkreukeld magnetisch veld dat is verschoven ten opzichte van het midden. Er wordt aangenomen dat vóór Uranus niet anders was dan de planeten op de planeet, maar dan ten val kwam. Wat is er gebeurd?
Botsing in het verleden
Eerder was het zonnestelsel een meer rigide omgeving, waar protoplaneten tegen elkaar botsten en hielpen moderne planeten vorm te geven. Veel wetenschappers geloven dat de toestand van Uranus het resultaat is van een dramatische botsing in het verleden. Daarom besloten de onderzoekers om te begrijpen hoe dit kon gebeuren.
Helaas zijn wetenschappers niet in staat om twee planeten in het laboratorium te maken en ze aan te duwen om het proces met hun eigen ogen te bekijken. Daarom is het noodzakelijk om computermodellen toe te passen die een gebeurtenis simuleren.
Axiale helling van Uranus
Het belangrijkste idee was om een planetaire botsing na te bootsen met meerdere deeltjes die planetair materiaal nabootsen. Hier worden ook vergelijkingen op basis van fysieke wetten in aanmerking genomen. Als gevolg hiervan worden de complexe resultaten van een gigantische botsing gecreëerd. Bovendien krijgen onderzoekers volledige controle en kunnen ze verschillende scenario's overwegen. Het nieuwe model toonde aan dat een groot object (minstens twee keer zo groot als de massa van de aarde) verantwoordelijk zou kunnen zijn voor de vreemde rotatie van de moderne Uranus als het in de jonge wereld zou crashen en ermee zou versmelten. In het geval van een sterkere botsing zal het materiaal van het schokobject zich afzetten op een dunne hete schaal aan de rand van de gigantische ijslaag, onder een waterstof- en heliumatmosfeer.
Hiermee wordt voorkomen dat materiaal in het midden van de planeet wordt samengevoegd. Alles suggereert dat het idee overeenkomt met de waargenomen koude buitenste laag van de reus. Thermische evolutie is een complex onderwerp. Maar nu is het duidelijk hoe een grote slag de planeet van binnen en van buiten kan veranderen.
Computercomputing
Een donkere plek veroverd door de Hubble-telescoop
Het is belangrijk om te begrijpen dat simulaties en het aantal deeltjes dat in aanmerking moet worden genomen als een limiet voor de berekeningen. Maar je kunt niet gewoon een grote hoeveelheid deeltjes toevoegen en toevoegen, want zelfs de meest geavanceerde computers besteden veel tijd aan berekeningen.
Het nieuwe werk hield rekening met fragmenten met parameters van meer dan honderd meter, wat 100-1000 keer groter is dan in andere modellen. De simulatie stelt je niet alleen in staat om verbluffende foto's en animaties te maken van wat er gebeurt, maar opent ook veel vragen die moeten worden beantwoord.
Meer nauwkeurigheid werd bereikt dankzij de nieuwe SWIFT-code, die is gemaakt om de mogelijkheden van de supercomputer volledig te benutten. De code kan de hoeveelheid tijd bepalen die nodig is voor elke computationele taak. Hij verdeelt het werk ook correct en bereikt zo maximale efficiëntie.
Exoplaneten en verder
Wetenschappers dromen niet alleen om de geschiedenis van Uranus te begrijpen, maar ook om het proces van planetaire vorming te bestuderen. Uit zoekopdrachten blijkt dat onder de extrasolar-werelden het meest vaak planeten als Uranus en Neptune ontmoeten. Daarom zal een goed begrip van de vorming en evolutie van de ijsreuzen in het zonnestelsel de geschiedenis van hun exoplanetaire tegenhangers helpen bestuderen.
Uranus genomen met de Hubble-telescoop gedurende een periode van 4 jaar
In de nieuwe simulatie was het belangrijk om het lot van de atmosfeer van de planeet te bestuderen na een gigantische botsing. Het model laat zien dat een deel van de atmosferische laag die de eerste aanval overleefde, kan worden vernietigd door daaropvolgende planetaire uitzetting. De afwezigheid van een atmosferische laag vermindert de kansen op leven.
Grote energiekosten en extra materialen zullen echter helpen om nuttige chemicaliën voor levensvormen te vormen. Bovendien kan het rotsachtige materiaal uit de kern van het gecrashte object samenvloeien met de externe atmosfeer. Dat wil zeggen, onderzoekers kunnen zoeken naar bepaalde sporenelementen die dienen als bakens met een vergelijkbaar effect.
Wetenschappers begrijpen nog steeds niet volledig het verleden van Uranus en de gevolgen van planetaire aanvallen. Elk jaar worden computersimulaties steeds gedetailleerder, maar we moeten dit nog op veel manieren uitzoeken. Daarom dringen wetenschappers aan op de noodzaak om een nieuwe missie naar de ijsreuzen te sturen om hun ongewone magnetische velden, verbazingwekkende maanfamilies en ringen te verkennen, en om de compositie te begrijpen.
