Когда Уран и Нептун мигрировали, в них каждый час врезались три ледяных объекта

Гигантские внешние планеты не всегда находились на своих нынешних орбитах. Например, считается, что Уран и Нептун мигрировали через внешнюю часть Солнечной системы, занимая свои нынешние позиции. На этом пути они захватывали ледяные объекты, напоминающие кометы.

Фото: commons.wikimedia.org by Ravilbabaev is licensed under Creative Commons Attribution-Share Alike 4.0 International

Новое исследование показывает, что каждый час в них могли врезаться до трех объектов размером около километра, увеличивая их массу и обогащая их атмосферу.

Уран и Нептун — самые отдаленные планеты Солнечной системы. Они отличаются от Юпитера и Сатурна, имея общие черты, основанные на их составе. Атмосферы, богатые аммиачным и метановым льдом, а также значительные объемы воды выделяют их среди других газовых гигантов.

Синий оттенок этих планет обусловлен их составом, причем Уран уникален своим экстремальным наклоном оси в 98 градусов, создавая впечатление, что он вращается вокруг Солнца "лежа на боку". На Нептуне ветры достигают скорости почти 2000 километров в час.

Современная Солнечная система выглядит спокойной, но модель Ниццы предполагает, что гигантские планеты мигрировали из своих первоначальных мест в нынешние спустя долгое время после рассеивания протопланетного диска. Эта идея стала популярной, когда выяснилось, что для формирования Урана и Нептуна в их нынешнем положении потребовалось бы слишком много времени.

Во время наблюдений 7 сентября 2021 года исследователи обнаружили, что темное пятно на Нептуне, которое недавно изменило направление и двигалось к экватору, все еще видно, а также заметили затемненное северное полушарие и темный вытянутый круг на южном полюсе. Синий цвет Урана и Нептуна объясняется поглощением красного света их метановыми атмосферами.

Модель предполагает, что все газовые гиганты, включая Юпитер и Нептун, начали свою жизнь на расстоянии от 5 до 20 астрономических единиц от Солнца (одна астрономическая единица равна среднему расстоянию между Землей и Солнцем). Сейчас Нептун находится на расстоянии 30 астрономических единиц, и хаотическое событие заставило планеты мигрировать на текущие орбиты.

Моделирование, проведенное командой Калифорнийского университета, предполагает, что Нептун мог изначально находиться ближе к Солнцу, чем Уран. Большая масса Нептуна подтверждает эту гипотезу. В ходе моделирования команда оценила объем аккреции планетезималей по мере миграции планет.

Команда заявляет, что ледяные гиганты подвергались интенсивной бомбардировке ледяными материалами. Моделирование показало, что этот процесс мог продолжаться до миллиона лет с аккрецией до трех планетезималей радиусом 1 км каждый час. Эта скорость варьируется в зависимости от положения планет. В симуляциях, где Уран находится дальше от Солнца, оба гиганта сливаются на расстоянии от 22 до 26 астрономических единиц. Когда Уран ближе к Солнцу, Нептун действует как щит, аккрецируя большинство планетезималей.

Точные темпы аккреции пока не установлены, но ясно, что Солнечная система не является мирной и стабильной. За миллионы лет её структура изменилась, и она продолжит изменяться по мере старения Солнца, но это произойдет не скоро — через несколько миллиардов лет.