천왕성의 이상한 기울기는 달의 작업일 수 있다

천왕성

천왕성에 대한 가장 이상한 점 중 하나는 기울기입니다. 천왕성은 태양계에서 가장 큰 기울기를 가지고 있습니다. 그 기울기는 98도이며, 궤도 방향에 거의 완벽하게 수직으로 회전합니다. 천문학자들은 행성 형성 초기에 일련의 거대한 충돌이 천왕성을 옆으로 뒤집는 역할을 했다고 오랫동안 의심해왔습니다. 새로운 연구는 다른 원인을 제시합니다. 바로 떠돌아다니는 천왕성의 위성입니다.

천왕성의 이상한 기울기

천왕성을 제외한 태양계의 모든 행성들은 궤도 기울기가 30도 미만입니다. 천왕성 전체는 측면으로 뒤집혀 행성의 자전뿐만 아니라 태양 주위의 행성 운동에 수직으로 행성 주위를 공전하는 고리와 위성에도 영향을 미칩니다. 천왕성에 인접한 해왕성은 비슷한 형성 역사를 공유할 가능성이 있지만 정상적인 기울임을 가지고 있습니다. 이 점을 고려해 볼 때 천왕성의 기울기는 특히 이상합니다. 그렇다면 천왕성은 무엇이 잘못되었을까요? 천문학자들은 오랫동안 천왕성이 형성될 때 적어도 하나의 거대한 충돌이 발생했다고 의심해 왔습니다. 적절한 시기에 충돌하면 천왕성이 아직 원시 행성 단계에 있는 동안 천왕성을 밀어낼 수 있을 만큼 충분한 에너지를 제공할 것이며, 행성과 위성 체계를 형성하기 전에는 결코 스스로를 회복하지 못했습니다. 그리고 과학자들은 이 사진을 뒷받침하는 몇 가지 증거를 가지고 있습니다. 태양계는 젊었을 때 다소 폭력적인 장소였기 때문에 파괴를 일으킬 수 있는 큰 암석이 주변에 많이 있습니다. 그리고 해왕성은 온도가 다르고, 특성이 다른 일련의 위성들과 약간의 차이를 보입니다. 이 것은 두 행성이 형성의 어느 시점에서 뚜렷한 조건을 경험했음을 나타냅니다.

천왕성, 가장 불행한 행성

그러나 이러한 가설에도 약점이 있습니다. 초기 태양계 주위를 빙빙 돌며 불길한 표적을 찾는 큰 바위가 한 개만 있었던 것이 아니라 많이 있었습니다. 모든 행성들, 특히 외부 행성들은 형성 과정에서 많은 충돌을 겪었을 것입니다. 지구는 일찍이 화성 크기의 원시 행성과 충돌했습니다. 따라서 천왕성이 뒤집힐 정도로 세게 부딪혔다면 왜 다른 행성들은 그렇지 않았을까요? 목성과 토성은 결국 두꺼운 가스 구름을 만들어냈고, 시간이 지나면서 다시 수직으로 세워질 수 있었습니다. 그러나 해왕성은 천왕성과 비슷한 역사를 가지고 있으며 작은 차이에도 불구하고 두 행성 매우 유사합니다. 그들은 비슷한 대기를 가지고 있고, 둘 다 얽힌 자기장을 가지고 있으며, 크기, 질량 및 회전 속도가 비슷합니다. 딜레마가 남았습니다. 아마도 불쌍한 천왕성은 매우 운이 없었을 것입니다. 그리고 세계를 기울이는 올바른 영향이라는 생각을 뒷받침하는 시뮬레이션이 있습니다. 그러나 "순수한 행운"은 전형적인 천문학자를 실제로 만족시키지 못합니다. 우리는 그것에 의지하기 전에 다른 모든 선택지를 소진해야 합니다. 따라서 아마도 그 대답은 영향과 관련이 없을 것입니다. 과학자 팀이 천문학 및 천체 물리학 저널에 게재 승인을 받고 인쇄 전 게시한 새 논문에서 제안한 것처럼 그것은 위성과 관련이 있을 것입니다.

위성들의 재편성

초기의 태양계는 오늘날의 태양계와 많이 닮지 않았습니다. 특히 거대한 행성들은 아마도 훨씬 더 태양에 가깝게 형성되었을 것입니다. 시간이 지남에 따라 천왕성과 해왕성이 가장 멀리 이동하면서 그들 사이의 상호작용과 외계 행성과 상호작용이 일어납니다. 각각의 거대한 행성들은 위성들의 집합체로 형성되었지만, 그 위성들은 행성들이 이동함에 따라 재편성되었습니다. 모든 복잡한 중력 역학이 진행되면서 일부 행성들은 위성을 잃었고 다른 행성들은 새로운 위성을 얻었습니다. 따라서 천왕성은 거대한 달과 함께 태어났거나 빠르게 포획되었을 수 있습니다. 그리고 달이 충분히 컸다면, 행성의 회전으로 게임을 시작할 수 있었을 것입니다. 천왕성은 작은 기울기로 시작했을 것입니다. 시간이 지남에 따라, 그 기울기는 천문학자들이 말하는 것처럼 회전 방향이 거대한 꼭대기처럼 흔들리면서 진행될 것입니다. 일반적으로 달은 행성의 세차 운동에 신경 쓰지 않습니다. 그러나 달이 공명 패턴에 갇히는 것은 가능합니다. 공명 패턴의 진행에 필요한 시간은 달의 전체 궤도와 일치합니다. 이 공명으로 인해 달의 중력이 행성을 부드럽게 잡아당겨 세차 운동을 강화합니다. 그것은 행성의 꼭대기에 붙어 있는 보이지 않는 끈과 같습니다. 수백만 년 동안, 그 기울기는 점점 더 심해집니다. 이것이 계속됨에 따라, 달의 궤도는 꾸준히 행성에 가까워질 것입니다. 연구원들은 천왕성이 한때 충분히 큰 달을 가졌다면, 몇 억 년 이내에 행성의 기울기를 80도 이상 끌어올릴 수 있다는 것을 발견했습니다. 이 작업을 완료하기 위해 위성은 천왕성에 충돌하여 행성의 기울기를 현재 값으로 고정시킬 것입니다. 이 시나리오는 천왕성이 그토록 독특한 이유를 설명할 것입니다. 천왕성은 공명 속으로 미끄러져 들어갈 만큼 충분히 큰 달을 가지고 있었습니다.