У большинства планет полюса торчат примерно вверх относительно их орбит, а Уран словно уронили и забыли поднять. Его ось наклонена примерно на 98 градусов, поэтому мир действительно «лежит» почти на боку. Но кто мог опрокинуть планету в четыре раза шире Земли?
2. Что значит «катится»
Планета не перекатывается по невидимой дорожке и не меняет положение хаотически. Уран вращается вокруг собственной оси примерно за 17 часов, а вокруг Солнца обходит за 84 земных года. Просто направление его оси почти совпадает с плоскостью орбиты.
Из-за наклона каждый полюс поочерёдно смотрит почти прямо на Солнце. Около солнцестояния одно полушарие получает многолетний день, а другое погружается в многолетнюю ночь. Через половину уранианского года роли меняются.
На странность добавляется соглашение астрономов о направлении вращения. При наклоне больше 90 градусов вращение называют ретроградным, то есть противоположным вращению большинства планет. Можно было бы выбрать противоположный полюс и говорить о наклоне около 82 градусов, но физическая картина осталась бы той же: Уран экстремально завален.
3. Главный подозреваемый — древний удар
Самое известное объяснение — столкновение в молодой Солнечной системе. Пока планеты формировались, вокруг Солнца двигалось множество крупных зародышей. Удар тела размером с Землю или нескольких меньших объектов мог передать Урану огромный вращательный момент и наклонить его ось.
Подобные катастрофы не редкость в моделях ранней системы. Считается, что гигантское столкновение связано с образованием Луны и изменением строения некоторых других планет. Для Урана сценарий должен одновременно объяснить наклон, сравнительно быстрое вращение, внутреннюю структуру, спутники и кольца.
Здесь начинается трудность. Один особенно мощный удар мог слишком сильно разогреть внутренность или разрушить систему будущих спутников. Несколько менее крупных столкновений иногда лучше воспроизводят часть параметров, но требуют подходящей последовательности. Учёные проверяют оба варианта компьютерными моделями.
4. Почему спутники тоже наклонены
Крупные спутники и основные кольца Урана обращаются примерно в его экваториальной плоскости. То есть вся регулярная система наклонена вместе с планетой. Это важная улика: их нынешнее расположение связано с тем же событием или с последующей перестройкой диска вокруг Урана.
Если удар произошёл достаточно рано, вокруг планеты мог образоваться диск из вещества, из которого затем собрались спутники. Другой вариант — уже существовавшая система была разрушена и сформировалась заново. Точный порядок событий определить трудно, потому что поверхность и внутреннее строение далёких лун изучены лишь одним коротким пролётом Voyager 2.
Магнитное поле добавляет ещё один перекос. Его ось наклонена примерно на 59 градусов к оси вращения и заметно смещена от центра планеты. Поэтому магнитосфера во время вращения движется словно несимметричный штопор. Но это, вероятно, связано со слоем, где генерируется поле, а не является прямым доказательством удара.
5. Что говорит наука
Voyager 2 в 1986 году подтвердил необычную ориентацию Урана и измерил его магнитное поле, кольца и спутники. Наклон оси около 98 градусов — установленный факт, как и то, что регулярные спутники обращаются близко к экваториальной плоскости планеты.
NASA называет столкновение с телом планетного размера ведущим объяснением. Численные модели показывают, что удар способен создать большой наклон и перераспределить вещество вокруг планеты. Однако параметры столкновения нельзя восстановить единственным образом.
Существуют альтернативы. Наклон мог нарастать постепенно из-за гравитационного резонанса с другой планетой или массивным околопланетным диском; затем система могла потерять спутник, который участвовал в процессе. Такие сценарии интересны тем, что обходятся без одного идеально направленного удара, но тоже требуют определённых условий.
Следовательно, подтверждён сам наклон, наиболее вероятен один или несколько крупных ударов, а конкретный виновник и механизм остаются гипотезой. Новая орбитальная миссия могла бы измерить внутреннее строение, гравитационное поле и состав спутников намного точнее, сузив список сценариев.
6. Кто же опрокинул Уран?
Скорее всего, Уран получил свой наклон в хаотической молодости Солнечной системы, столкнувшись с крупным зародышем планеты — возможно, не один раз. После этого кольца и спутники либо сформировались заново, либо перестроились в новой экваториальной плоскости.
Он не катится беспомощно, а вполне устойчиво вращается в необычной ориентации уже миллиарды лет. Космическое «падение» давно закончилось; перед нами его застывшее последствие. Поделитесь мнением: какую из ледяных планет человечеству важнее посетить первой — Уран или Нептун?
