Uranus gergasi gas / ais telah lama menjadi sumber misteri kepada ahli astronomi. Selain memperlihatkan beberapa anomali termal dan medan magnet yang berada di luar pusat, planet ini juga unik kerana ia adalah satu-satunya di Sistem Suria yang berputar di sisinya. Dengan kemiringan paksi 98 °, planet ini mengalami musim radikal dan kitaran siang-malam di kutub di mana satu hari dan malam berlangsung 42 tahun setiap satu.
Terima kasih kepada kajian baru yang diketuai oleh penyelidik dari Universiti Durham, sebab misteri ini akhirnya dapat dijumpai. Dengan bantuan penyelidik NASA dan pelbagai organisasi saintifik, pasukan ini melakukan simulasi yang menunjukkan bagaimana Uranus mungkin mengalami kesan besar pada masa lalu. Ini bukan sahaja menerangkan kemiringan ekstrem dan medan magnet planet ini, tetapi juga menjelaskan mengapa atmosfer luar planet ini begitu sejuk.
Kajian, "Akibat Kesan Raksasa pada Uranus Awal untuk Putaran, Struktur Dalaman, Serpihan, dan Hakisan Atmosfera", baru-baru ini muncul di Jurnal Astrofizik. Kajian ini diketuai oleh Jacob Kegerreis, seorang penyelidik PhD dari Institut Kosmologi Komputasi Durham University, dan termasuk anggota dari Institut Penyelidikan Alam Sekitar Bay Area (BAER), Pusat Penyelidikan Ames NASA, Makmal Nasional Los Alamos, Makmal Descartes, University of Washington dan UC Santa Cruz.
Demi kajian mereka, yang dibiayai oleh Majlis Kemudahan Sains dan Teknologi, Persatuan Diraja, NASA dan Makmal Nasional Los Alamos, pasukan ini menjalankan simulasi komputer resolusi tinggi pertama tentang bagaimana perlanggaran besar dengan Uranus akan mempengaruhi planet ini evolusi. Seperti yang dijelaskan oleh Kegerries dalam siaran akhbar Universiti Durham baru-baru ini:
"Uranus berputar di sisinya, dengan paksinya menunjuk hampir pada sudut tepat ke semua planet lain di tata surya. Ini hampir pasti disebabkan oleh kesan raksasa, tetapi kita tahu sedikit tentang bagaimana ini sebenarnya berlaku dan bagaimana kejadian ganas seperti ini mempengaruhi planet ini. "
Untuk menentukan bagaimana kesan raksasa akan mempengaruhi Uranus, pasukan ini menjalankan sekumpulan simulasi hidrodinamik zarah halus (SPH), yang juga digunakan pada masa lalu untuk memodelkan kesan raksasa yang menyebabkan pembentukan Bulan (alias Kesan Gergasi) Teori). Semua diberitahu, pasukan itu menjalankan lebih daripada 50 senario kesan yang berbeza menggunakan komputer berkuasa tinggi untuk melihat apakah ia akan mencipta semula keadaan yang membentuk Uranus.
Pada akhirnya, simulasi mengesahkan bahawa kedudukan miring Uranus disebabkan oleh perlanggaran dengan objek besar (antara dua dan tiga jisim Bumi) yang berlaku kira-kira 4 bilion tahun yang lalu - iaitu semasa pembentukan Sistem Suria. Ini sejajar dengan kajian sebelumnya yang menunjukkan bahawa kesan dengan planet proto muda yang terbuat dari batu dan ais mungkin bertanggungjawab terhadap kemiringan paksi Uranus.
"Penemuan kami mengesahkan bahawa hasil yang paling mungkin adalah bahawa Uranus muda terlibat dalam pelanggaran bencana dengan objek dua kali jisim Bumi, jika tidak lebih besar, mengetuknya ke sisi dan mengatur proses kejadian yang membantu menciptakan planet ini kita lihat hari ini, ”kata Kegerries.
Di samping itu, simulasi menjawab soalan asas mengenai Uranus yang dikemukakan sebagai tindak balas kepada kajian sebelumnya. Pada asasnya, para saintis tertanya-tanya bagaimana Uranus dapat mengekalkan suasananya setelah pertembungan ganas, yang secara teorinya akan meletupkan lapisan gas hidrogen dan heliumnya. Menurut simulasi pasukan, ini kemungkinan besar kerana kesannya melanda Uranus.
Ini sudah cukup untuk mengubah kemiringan Uranus, tetapi tidak cukup kuat untuk menghilangkan suasana luarnya. Di samping itu, simulasi mereka menunjukkan bahawa impak tersebut dapat menyebabkan batu dan ais mengalir ke orbit mengelilingi planet ini. Ini kemudiannya dapat bergabung untuk membentuk satelit dalaman planet ini dan mengubah putaran bulan-bulan yang sudah ada yang sudah berada di orbit sekitar Uranus.
Terakhir, tetapi tidak kurang pentingnya, simulasi memberikan penjelasan yang mungkin untuk bagaimana Uranus mendapat medan magnet di luar pusat dan anomali termalnya. Ringkasnya, impaknya boleh menghasilkan ais cair dan gumpalan batu di sisi planet ini (dengan itu menyumbang medan magnetnya). Ia juga dapat mencipta serpihan serpihan nipis di dekat pinggir lapisan ais planet yang akan memerangkap haba dalaman, yang dapat menjelaskan mengapa atmosfer luar Uranus mengalami suhu yang sangat sejuk -216 ° C (-357 ° F).
Selain membantu ahli astronomi untuk memahami Uranus, salah satu planet yang paling kurang difahami di Sistem Suria, kajian ini juga mempunyai implikasi ketika datang ke kajian eksoplanet. Sejauh ini, kebanyakan planet yang ditemui dalam sistem bintang lain dapat dibandingkan dengan ukuran dan jisimnya dengan Uranus. Oleh yang demikian, para penyelidik berharap penemuan mereka dapat menjelaskan komposisi kimia planet ini dan menjelaskan bagaimana mereka berkembang.
Seperti yang dikatakan oleh Dr. Luis Teodoro - dari Institut BAER dan Pusat Penyelidikan Ames NASA - dan salah seorang pengarang bersama di atas kertas tersebut, "Semua bukti menunjukkan bahawa kesan raksasa sering berlaku semasa pembentukan planet, dan dengan penyelidikan semacam ini, kami kini memperoleh lebih banyak gambaran mengenai kesannya terhadap eksoplanet yang berpotensi dihuni. "
Pada tahun-tahun mendatang, misi tambahan dirancang untuk mengkaji Sistem Suria luar dan planet-planet raksasa. Kajian-kajian ini bukan sahaja dapat membantu para astronom memahami bagaimana Sistem Suria kita berkembang, mereka juga dapat memberitahu kita apa peranan gergasi gas dalam hal kebiasaan.
