Один из моментов столкновения Урана с протопланетой. Цвета иллюстрируют температуру частиц. Credit: Jacob Kegerreis/Durham University
Итак, загадки Урана: у него плоскость экватора наклонена к плоскости орбиты под углом 98°, т.е., ось его вращения лежит практически в плоскости орбиты, при этом система его регулярных спутников, как и положено, движется в плоскости его экватора. Он и его супники движутся вокруг Солнца, «лежа на боку слегка вниз головой».
Дальше, несмотря на то, что он находится ближе к Солнцу, чем Нептун, его атмосфера самая холодная среди всех планетарных атмосфер, всего 49 К (−224 °C). Здесь нужно участь, что у всех планет-гигантов недра не успели остыть, и они изучают больше, чем получают энергии от Солнца. Все, кроме Урана. И последнее, особенности магнитное поля Урана. Ось магнитного диполя смещена примерно на 1/3 от радиуса планеты а ее южному полюсу и наклонено на 59° к они вращения. Кроме того, магнитное поле Урана нестабильно.
Credit: Lawrence Sromovsky, University of Wisconsin-Madison/W.W. Keck Observatory.
Астрономы из Университета Дарема, Великобритания, используя суперкомпьютер, смоделировала столкновение Урана на ранней стадии его формирования с протопланетной, масса которой равна 2 массам Земли или 1/7 массы самого Урана. В симуляции столкновения изучалось движение более, чем десяти миллионов частиц, на что ушло 78 часов работы суперкомпьютера. Всего было рассмотрено более 50 вариантов столкновения.
Расчеты подтверждают, что наклонное положение оси Урана вызвано столкновением с массивным объектом - скорее всего, молодой протопланетей из камня и льда - во время образования солнечной системы около 4 миллиардов лет назад. Моделирование также показало, что вещество протопланеты могло обрадовать тонкую оболочку вокруг ядра планеты. Эта оболочка экранирует тепло, исходящее из ядра Урана, что объясняет его тепловой баланс.
Ударов было два, оба боковые, что также поясняет внутренние неоднородности Урана и смещение его магнитной оси.