Les astronomes pensent connaître la raison de l’axe décalé d’Uranus : ScienceAlert

Uranus marche au rythme de son propre petit tambour étrange.

Bien qu’il partage de nombreuses similitudes avec l’autre géant de glace de notre système solaire, Neptune, il a un tas de bizarreries qui lui sont propres.

Et l’un d’entre eux est impossible à manquer : son axe de rotation est tellement biaisé qu’il peut tout aussi bien être couché. C’est une énorme inclinaison de 98 degrés par rapport au plan orbital.

Et, pour couronner le tout, elle tourne dans le sens des aiguilles d’une montre – la direction opposée à la plupart des autres planètes du système solaire.

Une nouvelle étude a trouvé une explication plausible à ce comportement étrange : une lune s’éloignant de la planète, ce qui entraîne Uranus à se renverser sur le côté. Et il n’aurait même pas besoin d’être une grosse lune. Quelque chose de la moitié de la masse de notre propre Lune aurait pu le faire, bien qu’une plus grande lune serait le concurrent le plus probable.

Le raisonnement a été exposé dans un article dirigé par l’astronome Melaine Saillenfest du Centre national de la recherche scientifique en France. Cet article, pas encore évalué par des pairs, a été accepté dans la revue Astronomie & Astrophysique et mis à disposition sur la ressource de préimpression arXiv.

Les scientifiques ont mis au point des modèles pour expliquer ce comportement étrange, comme un objet massif qui est entré en collision avec Uranus et l’a littéralement frappé de côtémais le plus favorisé explication est un groupe de petits objets.

Cependant, cette hypothèse soulève des questions encore plus difficiles à expliquer : à savoir, ces satanées similitudes avec Neptune.

Les deux planètes ont des masses, des rayons, des taux de rotation, une dynamique et des compositions atmosphériques extrêmement similaires et des champs magnétiques farfelus. Ces similitudes suggèrent que les deux planètes auraient pu naître ensemble, et elles deviennent beaucoup plus difficiles à concilier lorsque vous ajoutez des impacts planétaires dans le mélange.

Cela a conduit les scientifiques à chercher d’autres explications, comme une oscillation qui aurait pu être introduite par un système d’anneaux géants ou un lune géante au début de l’histoire du système solaire (bien qu’avec un mécanisme différent).

Mais ensuite, il y a quelques années, Saillenfest et ses collègues ont trouvé quelque chose d’intéressant à propos de Jupiter. Grâce à ses lunes, l’inclinaison de la géante gazeuse pourrait passer de son léger 3 % actuel à environ 37% en quelques milliards d’annéesgrâce à la migration vers l’extérieur de ses lunes.

Ensuite, ils ont jeté un coup d’œil à Saturne et ont découvert que son inclinaison actuelle de 26,7 degrés pourrait être le résultat de la migration rapide vers l’extérieur de sa plus grande lune, Titan. Cela aurait pu se produire, ont-ils découvert, presque sans aucun effet sur la vitesse de rotation de la planète.

De toute évidence, cela a soulevé des questions sur la planète la plus inclinée du système solaire. L’équipe a donc effectué des simulations d’un hypothétique système uranien pour déterminer si un mécanisme similaire pouvait expliquer ses particularités.

Il n’est pas rare que les lunes migrent. Notre propre Lune s’éloigne actuellement de la Terre à un rythme d’environ 4 centimètres (1,6 pouces) par an. Les corps en orbite autour d’un centre de gravité mutuel exercent une force de marée les uns sur les autres qui ralentit progressivement leurs rotations. À son tour, cela desserre l’emprise de la gravité de sorte que la distance entre les deux corps s’élargit.

Revenant à Uranus, l’équipe a effectué des simulations avec une gamme de paramètres, y compris la masse de la lune hypothétique. Et ils ont découvert qu’une lune avec une masse minimale d’environ la moitié de celle de la Lune terrestre pouvait incliner Uranus vers 90 degrés si elle migrait de plus de 10 fois le rayon d’Uranus à un rythme supérieur à 6 centimètres par an.

Cependant, une plus grande lune avec une taille comparable à Ganymède était plus susceptible, dans les simulations, de produire l’inclinaison et la rotation que nous voyons dans Uranus aujourd’hui. Cependant, la masse minimale – environ une demi-lune terrestre – est environ quatre fois la masse combinée des lunes uraniennes connues actuellement.

Le travail en tient compte aussi. À une inclinaison d’environ 80 degrés, la lune est devenue déstabilisée, déclenchant une phase chaotique pour l’axe de rotation qui s’est terminée lorsque la lune est finalement entrée en collision avec la planète, “fossilisant” efficacement l’inclinaison et la rotation axiales d’Uranus.

“Cette nouvelle image de l’inclinaison d’Uranus nous semble assez prometteuse”, écrivent les chercheurs.

“À notre connaissance, c’est la première fois qu’un seul mécanisme est capable à la fois d’incliner Uranus et de fossiliser son axe de rotation dans son état final sans invoquer un impact géant ou d’autres phénomènes externes. La majeure partie de nos exécutions réussies culmine à l’emplacement d’Uranus, qui apparaît comme une conséquence naturelle de la dynamique », ils Continuez.

“Cette image semble également attrayante en tant que phénomène générique : Jupiter est aujourd’hui sur le point de commencer la phase d’inclinaison, Saturne est peut-être à mi-chemin et Uranus aurait terminé la dernière étape, avec la destruction de son satellite.”

Il n’est pas clair si Uranus aurait pu héberger une lune suffisamment grande et à un taux de migration suffisamment élevé pour produire ce scénario, et il sera, selon les chercheurs, difficile de le montrer avec des observations.

Cependant, une meilleure compréhension du taux actuel de migration des lunes d’Uranus contribuerait grandement à résoudre ces questions. S’ils migrent à un rythme élevé, cela pourrait signifier qu’ils se sont formés à partir des débris de l’ancienne lune après sa destruction il y a plusieurs éons.

Apportez cette sonde Uranus.

La recherche a été acceptée dans Astronomie & Astrophysique et est disponible sur arXiv.