El inusual conjunto de propiedades de Urano se remonta a principios de la historia de nuestro Sistema Solar, cuando fue impactado por un pequeño mundo helado, aproximadamente 1-3 veces la masa de la Tierra, que inclinó con fuerza al joven planeta y dejó su peculiar sistema de lunas y anillos como prueba.
Es la conclusión de un equipo de un equipo de investigación dirigido por el profesor Shigeru Ida del Instituto de Tecnología de Tokio, que se publica en 'Nature Astronomy'.
Los atributos inusuales del gigante de hielo Urano han desconcertado a los científicos durante mucho tiempo. Todos los planetas de nuestro Sistema Solar giran alrededor del Sol en la misma dirección y en el mismo plano, lo que los astrónomos creen que es un vestigio de cómo se formó nuestro Sistema Solar a partir de un disco giratorio de gas y polvo. La mayoría de los planetas en nuestro Sistema Solar también giran en la misma dirección, con sus polos orientados perpendicularmente al plano en el que giran los planetas. Sin embargo, únicamente entre todos los planetas, Urano está inclinado unos 98 grados.
A medida que Urano gira y orbita alrededor del Sol, mantiene sus polos apuntando a puntos fijos en relación con la esfera celeste que rodea el Sistema Solar, por lo que parece girar y tambalearse desde la perspectiva de un observador de la Tierra. Urano también tiene un sistema de anillos, como el de Saturno, y una serie de 27 lunas que orbitan el planeta alrededor de su ecuador, por lo que también se vuelcan.
El nuevo estudio llegó a la teoría del impacto contra Urano mientras construían una nueva simulación por computadora de la formación de la luna alrededor de planetas helados. La mayoría de los planetas del Sistema Solar tienen lunas, y estas exhiben una colección de diferentes tamaños, órbitas, composiciones y otras propiedades, que los científicos creen que pueden ayudar a explicar cómo se formaron. Existe una fuerte evidencia de que la luna única de la Tierra se formó cuando un cuerpo rocoso del tamaño de Marte golpeó la Tierra primitiva hace casi 4.500 millones de años. Esta idea explica mucho sobre la Tierra y la composición de su Luna, y la forma en que la Luna orbita alrededor de la Tierra.
Los científicos esperan que tales colisiones masivas fueran más comunes en el Sistema Solar temprano, de hecho, son parte de la historia de cómo se cree que se forman todos los planetas. Pero Urano debe haber experimentado impactos que eran muy diferentes de la Tierra simplemente porque Urano se formó mucho más lejos del Sol. Dado que la Tierra se formó más cerca del Sol, donde el ambiente era más cálido, está compuesta principalmente de lo que los científicos llaman elementos 'no volátiles', lo que significa que no forman gases a las presiones y temperaturas normales de la superficie de la Tierra; Están hechos de roca.
Por el contrario, los planetas más externos están compuestos en gran medida por elementos "volátiles", por ejemplo, cosas como el agua y el amoníaco. A pesar de que estos serían gases o líquidos debajo de la superficie de la Tierra, como temperaturas y presiones, a grandes distancias del Sol, los planetas exteriores orbitan, están congelados en hielo sólido.
Según el estudio del profesor Ida y sus colegas, los impactos gigantes en planetas helados distantes serían completamente diferentes de aquellos que involucran planetas rocosos, como el impacto que los científicos creen que formó la Luna de la Tierra. Debido a que la temperatura a la que se forma el hielo de agua es baja, los escombros de impacto de Urano y su impactador de hielo se habrían evaporado principalmente durante la colisión.
Esto también puede haber sido cierto para el material rocoso involucrado en el impacto de la formación de la Luna en la Tierra, pero en contraste, este material rocoso tenía una temperatura de condensación muy alta, lo que significa que se solidificó rápidamente y, por lo tanto, la Luna de la Tierra pudo recolectar una cantidad significativa de los desechos. creado por la colisión debido a su propia gravedad.
En el caso de Urano, un gran impactador de hielo fue capaz de inclinar el planeta, darle un período de rotación rápido (el 'día' de Urano es actualmente de unas 17 horas, incluso más rápido que el de la Tierra), y el material sobrante de la colisión permaneció gaseoso. El cuerpo de masa más grande, lo que se convertiría en Urano, recolectó después la mayoría de las sobras y, por lo tanto, las lunas actuales de Urano son pequeñas.
Para ser precisos, la relación entre la masa de Urano y las masas de las lunas de Urano es mayor que la relación entre la masa de la Tierra y su luna en un factor de más de cien. El modelo de Ida y sus colegas logra reproducir la configuración actual de los satélites de Urano.
Como explica el profesor Ida, 'este modelo es el primero en explicar la configuración del sistema lunar de Urano, y puede ayudar a explicar las configuraciones de otros planetas helados en nuestro Sistema Solar, como Neptuno.
Más allá de esto, los astrónomos han descubierto miles de planetas alrededor de otras estrellas, los llamados exoplanetas, y las observaciones sugieren que muchos de los planetas recién descubiertos conocidos como supertierras en los sistemas exoplanetarios pueden consistir en gran medida en hielo de agua y este modelo también puede ser apropiado.
