가스 / 얼음 거대 천왕성은 오랫동안 천문학 자에게 미스터리의 원천이었습니다. 중심에서 벗어난 일부 열 이상 및 자기장을 제시하는 것 외에도, 행성은 태양계가 측면에서 회전하는 유일한 행성이라는 점에서 독특합니다. 축 방향 기울기가 98 ° 인이 행성은 하루 42 일 지속되는 극지방에서 급격한 계절과 낮과 밤의주기를 경험합니다.
Durham University의 연구원들이 이끄는 새로운 연구 덕분에 이러한 미스터리가 발견 된 것입니다. 이 팀은 NASA 연구원과 여러 과학 단체의 도움으로 천왕성이 과거에 큰 영향을 미쳤을 수도있는 시뮬레이션을 수행했습니다. 이것은 지구의 극심한 기울기와 자기장을 설명 할뿐만 아니라 지구의 대기가 왜 그렇게 추운 지 설명 할 것입니다.
“회전, 내부 구조, 잔해 및 대기 침식에 대한 초기 천왕성에 대한 거대한 영향의 결과”연구는 최근에 천체 물리학 저널. 이 연구는 Durham University의 컴퓨터 우주론 연구소의 박사 연구원 인 Jacob Kegerreis가 주도했으며 NASA의 Ames Research Center, BAA (Bay Area Environmental Research) Institute의 연구원, Los Alamos National Laboratory, Descartes Labs, University of University 워싱턴과 UC 산타 크루즈.
과학 기술 시설 협의회, 왕립 학회, NASA 및 로스 알 라모스 국립 연구소가 자금을 지원 한 연구를 위해 팀은 천왕성과의 대규모 충돌이 지구의 행성에 어떤 영향을 미치는지에 대한 최초의 고해상도 컴퓨터 시뮬레이션을 수행했습니다. 진화. Kegerries는 최근 Durham University 보도 자료에서 다음과 같이 설명했다.
“천왕성은 옆으로 회전하며 축은 태양계의 다른 모든 행성의 축과 거의 직각을 향합니다. 이것은 분명 큰 영향에 의한 것이지만, 실제로 어떻게 이런 일이 발생했는지, 그러한 폭력적인 사건이 지구에 어떤 영향을 미쳤는지는 거의 알 수 없습니다.”
거대한 영향이 천왕성에 어떤 영향을 미치는지를 결정하기 위해이 팀은 SPH (Smoothed Particle Hydrodynamics) 시뮬레이션을 수행했습니다. 이론). 모두 팀은 고성능 컴퓨터를 사용하여 50 개 이상의 서로 다른 영향 시나리오를 실행하여 천왕성을 형성 한 조건을 재현 할 수 있는지 확인했습니다.
결국,이 시뮬레이션은 천왕성의 기울어 진 위치가 약 40 억 년 전에, 즉 태양계가 형성되는 동안 발생한 2 ~ 3 개의 지구 질량 사이의 거대한 물체와의 충돌로 인한 것으로 확인되었습니다. 이것은 바위와 얼음으로 만들어진 어린 원형 행성의 영향이 천왕성의 축 방향 기울기를 야기했을 수 있다는 이전의 연구와 일치했다.
“우리의 발견은 어린 천왕성이 지구 질량의 두 배에 달하는 물체와의 대충 충돌과 관련이 있었을 것임을 확인합니다. 우리는 오늘 본다”고 Kegerries는 말했다.
또한 시뮬레이션은 이전 연구에 대한 반응으로 제기 된 천왕성에 대한 근본적인 질문에 대한 답을 얻었습니다. 본질적으로 과학자들은 천왕성 충돌 후 천왕성이 어떻게 대기와 대기를 유지할 수 있을지 궁금해했다. 팀의 시뮬레이션에 따르면, 이것은 충격이 천왕성에 타격을가했기 때문일 가능성이 높습니다.
이것은 천왕성의 기울기를 변경하기에는 충분했지만 외부 대기를 제거 할만큼 강하지는 않았습니다. 또한, 그들의 시뮬레이션은 그 영향이 지구 주위의 궤도에 바위와 얼음을 분사 할 수 있음을 나타냈다. 이것은 행성의 내부 위성을 형성하기 위해 합쳐져서 이미 천왕성 주위의 궤도에있는 기존의 달의 회전을 변경했을 수 있습니다.
마지막으로, 시뮬레이션은 천왕성이 어떻게 중심에서 벗어난 자기장과 열 이상을 얻었는지에 대한 가능한 설명을 제공했습니다. 요컨대, 그 충격으로 인해 행성 내부에 녹은 얼음과 일면의 바위 덩어리가 생길 수있었습니다 (따라서 자기장을 설명 함). 또한 행성의 얼음층 가장자리 근처에 얇은 내부 파편을 만들어 내부 열을 가두었을 때 천왕성의 대기가 -216 ° C (-357 ° F)의 매우 추운 온도를 경험하는 이유를 설명 할 수있었습니다.
천문학 자들이 태양계에서 가장 잘 이해되지 않은 행성 중 하나 인 천왕성을 이해하도록 돕는 것 외에도,이 연구는 외계 행성 연구에 있어서도 영향을 미칩니다. 지금까지 다른 별계에서 발견 된 행성의 대부분은 천왕성과 크기와 질량이 비슷했습니다. 따라서 연구진은 이번 발견이이 행성의 화학 성분을 밝히고 어떻게 진화했는지 설명하기를 희망합니다.
BAER 연구소와 NASA Ames 연구 센터의 Luis Teodoro 박사와 논문의 공동 저자 중 한 명은 다음과 같이 말했습니다.“모든 증거는 행성 형성 과정에서 빈번한 영향이 빈번하게 발생하고 있으며 이러한 연구를 통해 현재 거주 가능한 외계 행성에 미치는 영향에 대해 더 많은 통찰력을 얻고 있습니다.”
앞으로 몇 년 동안, 외부 태양계와 거대한 행성을 연구하기위한 추가 임무가 계획되어 있습니다. 이 연구는 천문학 자들이 태양계가 어떻게 진화했는지 이해하는 데 도움이 될뿐만 아니라 가스 거인이 거주성에있어 어떤 역할을하는지 알려줄 수 있습니다.
