Uranus marche au rythme de son étrange petit tambour.

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

Et l’un d’eux est impossible à rater : son axe de rotation est tellement biaisé qu’il pourrait 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, dans le sens opposé 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, faisant tourner Uranus sur le côté. Et il n’aurait même pas besoin d’être une grosse lune. Quelque chose avec la moitié de la masse de notre propre Lune aurait pu le faire, même si une plus grande lune serait le candidat le plus probable.

Le raisonnement a été exposé dans un article dirigé par l’astronome Melaine Saillenfest du Centre national de la recherche scientifique de France. Cet article, non encore évalué par les pairs, a été accepté dans la revue. astronomie et astrophysique et disponible sur la ressource de préimpression arXiv.

Les scientifiques ont conçu des modèles pour expliquer ce comportement étrange, comme un objet massif entrant en collision avec Uranus et le renversant littéralement sur le côté, mais le plus favorisé Explication c’est un groupe de petits objets.

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

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Les deux planètes ont des masses, des rayons, des taux de rotation, une dynamique et des compositions atmosphériques extrêmement similaires, ainsi que des champs magnétiques originaux. Ces similitudes suggèrent que les deux planètes auraient pu naître ensemble, et elles deviennent beaucoup plus difficiles à concilier lorsque vous ajoutez les impacts de la pointe des planètes au 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 découvert 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.

Ils ont ensuite regardé Saturne et ont découvert que son inclinaison actuelle de 26,7 degrés pourrait être le résultat de migration rapide vers l’extérieur de sa plus grande lune, Titan. Ils ont découvert que cela aurait pu se produire sans presque aucun effet sur le taux 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 Uranus 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 et la distance entre les deux corps s’élargit.

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De retour à Uranus, l’équipe a effectué des simulations avec une variété de paramètres, y compris la masse hypothétique de la lune. Et ils ont découvert qu’une lune avec une masse minimale d’environ la moitié de celle de la Lune terrestre pouvait incliner Uranus de 90 degrés si elle migrait plus de 10 fois le rayon d’Uranus à une vitesse supérieure 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 la moitié de celle de la Lune terrestre, est d’environ quatre fois la masse combinée des lunes actuellement connues d’Uranus.

Le travail en tient également compte. Avec une inclinaison d’environ 80 degrés, la lune s’est 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 axiale d’Uranus.

« Cette nouvelle image de l’inclinaison d’Uranus nous semble plutôt prometteuse. » les chercheurs écrivent.

« 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 plupart de nos exécutions réussies atteignent leur point maximum dans le localisation d’Uranus, qui apparaît comme un résultat naturel de la dynamique », Suivre.

« 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. »

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On ne sait pas si Uranus aurait pu héberger une lune suffisamment grande et avec un taux de migration suffisamment élevé pour produire ce scénario, et les chercheurs disent que ce sera un défi de le montrer avec des observations.

Cependant, une meilleure compréhension du taux de migration actuel 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 restes de l’ancienne lune après sa destruction il y a plusieurs éons.

Obtenez cette sonde Uranus.

La recherche a été acceptée astronomie et astrophysique et est disponible en arXiv.