42 года без единого заката. Потом 42 года абсолютной тьмы. Это не фантастика — это обычная смена сезонов на Уране.

Седьмая планета Солнечной системы «лежит» на своей орбите: ось наклона Урана составляет почти 98°. Для сравнения: Земля наклонена на 23,5°, и этого достаточно для смены зимы и лета. Уран буквально катится вокруг Солнца, как шар по дорожке в боулинге.

Как планета оказалась в таком положении? У учёных есть версии. И чем глубже копаешь, тем страннее история.

Содержание

• Планета, которую приняли за звезду
• Что значит вращаться на боку
• Гигантский удар: главная версия наклона Урана
• Улика, которая всё усложняет
• Альтернативная версия: гравитационный резонанс
• Почему Уран такой холодный — и при чём тут удар
• Единственный гость за 240 лет

Планета, которую приняли за звезду

Уран открыл британский астроном Уильям Гершель в 1781 году — и поначалу решил, что нашёл комету. Планета настолько тусклая и медленная, что до Гершеля её десятки раз наносили на звёздные карты, просто не замечая движения.

Гершель хотел назвать открытие «Звездой Георга» в честь английского короля. Астрономическое сообщество отказалось и выбрало имя из греческой мифологии — Уран, бог неба.

Это была первая планета, открытая с помощью телескопа. И одна из самых загадочных.

Что значит вращаться на боку

Представьте волчок. Он вращается вертикально — ось смотрит вверх. Теперь положите его на бок и раскрутите. Примерно так выглядит вращение Урана.

Технически Уран вращается ретроградно — в направлении, противоположном большинству планет Солнечной системы. Северный полюс смотрит не «вверх», а почти точно в сторону Солнца.

Из-за этого сезоны на Уране не похожи ни на что в Солнечной системе. Один год там длится 84 земных года. Около 42 лет один полюс смотрит прямо на Солнце — непрерывный день. Потом полюса меняются ролями. Если вы родились в начале урановой зимы, вы не доживёте до следующей.

Гигантский удар: главная версия наклона Урана

Самая популярная версия среди планетологов — древнее столкновение. Примерно 4 миллиарда лет назад, когда Солнечная система только формировалась, в Уран врезалось протопланетное тело размером с Землю или крупнее.

Уран тяжелее Земли в 14,5 раза — и всё равно гигантский удар оказался достаточно мощным, чтобы опрокинуть планету набок и задать наклон оси в 98 градусов.

Компьютерное моделирование 2018 года команды Даремского университета под руководством Джейкоба Кегерреиса показало: один удар под нужным углом действительно мог создать такой наклон. Как бильярдный шар, которому дали косой толчок — он начинает крутиться совсем иначе.

Улика, которая всё усложняет

Все 27 известных спутников Урана вращаются в той же наклонённой плоскости. Вся система лежит на боку. Кольца Урана тоже вертикальные: они идут «сверху вниз» относительно орбиты — не горизонтально, как кольца Сатурна.

Это значит, что спутники либо образовались после удара из выброшенных обломков, либо удар произошёл так давно, что вся система успела перестроиться. Один удар или несколько? Был ли это вообще удар?

Альтернативная версия: гравитационный резонанс

В 2020 году в журнале Astronomy & Astrophysics вышла работа французских учёных под руководством Мораана Сайланфеста. Они предложили другой механизм наклона оси Урана.

У раннего Урана был крупный спутник. Через гравитационный резонанс — когда два тела начинают влиять друг на друга в ритм, как ребёнок раскачивает качели всё сильнее с каждым толчком — спутник постепенно накренил ось планеты. Потом спутник был потерян, а наклон остался.

Похожий процесс, возможно, объясняет и 27-градусный наклон Сатурна — через взаимодействие с его спутником Титаном.

Почему Уран такой холодный — и при чём тут удар

Уран — самая холодная планета Солнечной системы: температура опускается до −224 °C. Нептун находится дальше от Солнца — и при этом теплее, потому что излучает собственное внутреннее тепло. Уран почти нет.

Одна из версий: древний гигантский удар создал слоистую структуру внутри планеты, которая работает как крышка на кастрюле — не даёт теплу выходить наружу. Планета «запечатана» изнутри уже миллиарды лет.

Магнитное поле Урана тоже ведёт себя иначе, чем у других планет. Его ось наклонена на 59° относительно оси вращения — у Земли этот угол всего 11°. Центр поля смещён от центра планеты на треть радиуса. Словно что-то встряхнуло планету так сильно, что внутренности встали на новые места и так и не вернулись.

Единственный гость за 240 лет

За всё время наблюдений Уран посетил ровно один космический аппарат. «Вояджер-2» пролетел мимо в январе 1986 года и провёл рядом с планетой около шести часов. За это время передал больше восьми тысяч снимков.

Шесть часов на изучение планеты, к которой летели девять лет.

С тех пор — тишина. Ни одного орбитального аппарата, ни одного зонда. Уран остаётся наименее изученным из четырёх планет-гигантов.

В 2022 году Национальная академия наук США назвала миссию к Урану приоритетом номер один для планетологии на ближайшее десятилетие. Проект Uranus Orbiter and Probe планируют запустить в 2031–2032 году. До Урана он доберётся в 2040-х — и на этот раз останется на орбите.

Четыре миллиарда лет назад что-то врезалось в Уран и изменило его навсегда. Мы до сих пор не знаем точно что. Планета хранит следы катастрофы — в наклоне оси 98 градусов, в аномальном холоде, в искажённом магнитном поле — но не торопится раскрывать детали. Может быть, новая миссия наконец получит ответы. Если, конечно, мы правильно формулируем вопросы.

Часто задаваемые вопросы

Почему Уран вращается на боку?
Наиболее вероятная причина — столкновение с крупным протопланетным телом около 4 миллиардов лет назад. Удар опрокинул планету и задал наклон оси в 98°. Альтернативная версия — постепенный наклон через гравитационный резонанс с утраченным спутником.

Почему Уран холоднее Нептуна, хотя находится ближе к Солнцу?
Нептун активно излучает собственное внутреннее тепло, а Уран — почти нет. По одной из версий, древний гигантский удар создал внутри планеты слоистую структуру, которая удерживает тепло внутри и не даёт ему выходить наружу.

Когда следующая миссия к Урану?
Проект Uranus Orbiter and Probe планируют запустить в 2031–2032 году. К планете аппарат доберётся в 2040-х годах — и впервые выйдет на орбиту Урана для длительного изучения.

Что такое ретроградное вращение Урана?
Уран вращается в направлении, противоположном большинству планет Солнечной системы. Из-за наклона оси в 98° северный полюс планеты смотрит почти прямо на Солнце, а не «вверх» относительно плоскости орбиты.