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咱们好，我叫天王星，是太阳妈妈的第七个儿子，由于离前面六个兄弟太悠远，我平常只和海王星玩，也由于和太阳妈妈离得太远，得不到满足的关爱，我和海王星全身都是冰。我还喜爱躺着，在五十亿年的日子中，我收了27个小弟，平常躺着的时分他们一向簇拥着我。关于我为什么喜爱躺着，科研人员做了些研讨，我给咱们介绍一下。
天王星
01
当今理论的难题
传统观念以为，我在构成前期频频遭受碰击，其间有单个特别剧烈的，导致了我的自转与公转挨近笔直。可是这一观念有许多潜在的问题，以下列出了其间的四条：
当今理论的四条难题
1
由于这些强壮的碰击或许构成我自转加快或减速，假如我受必定的影响而海王星没有，咱们的自转速度应该会有更显着的差异。但实践上我和海王星上的“一天”仅相差6%（分别是17.2小时和16.2小时）。
2
巨大的碰击或许会分裂我的卫星小弟，在这一假设下，我的卫星们本应更小，但实在的状况是，我有数量和质量可观的卫星。
3
作为质量如此巨大的冰巨星，仅凭一次碰击很难导致我歪斜，尽管屡次巨大的碰击仍有或许，但那一情形很难想象和模仿出来。
4
强壮到足以使我歪斜的磕碰会导致内部的许多冰开释而且溅射到周围，真如此的话，我的卫星应当含有许多的冰，但这些卫星主要是岩石的成分，冰的相对含量远低于预期。
设想：天王星遭受剧烈磕碰
最近的一项研讨探讨了使得我歪斜的另一种或许——原始天王星周围尘埃盘上轨迹共振导致的自转歪斜。为了验证这种猜测，科研人员模仿了海王星和我的构成演化。
02
什么是轨迹共振？
共振发作在公转周期比为简略整数比（如1：2、3：5等，比方100：101的并不是简略整数比）的天体之间。试想一下助推玩秋千的孩子时，每次都在同一方位（秋千向后回摆时）朝着同一方向推进秋千，秋千会越摆越高。海王星和冥王星便是一个典型的比方，冥王星每公转2圈，海王星公转3圈，每次它们在简直相同的方位相遇，引力效果强化着这种相对安稳的状况。
木星三个卫星的轨迹共振（也叫作拉普拉斯共振），关于欧罗巴和艾欧来说，它们每次相距最近的点在图片上部，此刻它们之间的引力最大。
轨迹共振效应是一种长时刻的效应，我的轨迹进动也与轨迹共振有关。
由于引力牵引的效果，天体会发作进动，自转轴会随之周期性地改动。关于地球来说，这一现象称为岁差，周期大约为25800年。
地球的进动
一般来说，进动的速率相对公转小许多，比方地球（1：25800）。在这项研讨中，由于前期天王星周围尘埃盘的效果，我的进动速率相对大许多。（把话筒交给研讨人员）
03
自从出生就倒地不起
原始冰巨星周围的尘埃盘一般只要100万年的寿数，它们中的物质或许会掉入行星，使得行星增重，或是构成卫星。这在某种程度上预示着在它消失之前，天王星只要100万年的时刻来调整它的自转倾角，在这之后直到现在，其自转倾角都是简直稳定不变的。
为了确认不相同的盘会怎么改动天王星和海王星的自转倾角，咱们树立了一些描绘行星和盘相互效果的物理模型。这儿罗列出了其间三个：
01
模型1
这是最简略的一个。盘的质量在100万年内保持稳定不变，上图展现了这个模型的模仿成果，自转轨迹倾角（最上面一张）从0°上升至65°又回落到0°。咱们发现一个质量稳定的盘会使得天王星的自转倾角改动，但也能垂手可得地使其回来原样，很难把控好起伏。
02
模型2
该模型具有一个愈加契合实践的盘，它在100万年内渐渐消失（最下面一张），下图中，自转倾角最高到达了55°，紧接着又渐渐降下来到45°。渐渐消失的盘关于改动天王星轨迹倾角的效果更大，但45°连现在观测值的一半都没有到达。
03
模型3
这个模型的盘与模型2的相同，可是天王星能从盘中吸积物质以添加本身的质量。上图展现了模仿成果。此刻的轨迹倾角最高到达了70°，随后降到了60°。这个模型最挨近实践值98°，但并不满足。
咱们发现模型3更好，由于这个模型愈加契合物理实践，而且也使天王星自转倾角到达了最高的70°。咱们咱们都以为这个模型支撑了咱们猜测的轨迹共振改动自转倾角，可是，要使得70°变到98°，还需求一个额定的推进力，关于这个推进力，单个效应仍比一系列大事情更具或许性。
咱们树立过比这儿展现的更多模型来解说天王星和海王星的演化，这其间的一些模型可以意想不到地演化出观测现实。从现在观测到的蛛丝马迹中找到50亿年前发作的事情，一向都是极具挑战性的作业。
记者发问
天王星您好，请问您为啥不把自己躺着公转的原因告知咱们，而需求科学家研讨呢？
躺太久忘了。
责任编辑：毛明远
牧夫新媒体编辑部
『地理湿刻』 牧夫出品
微信大众号：astronomycn
太阳系生日蛋糕
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