Isjätten Uranus ovanliga egenskaper har länge förbryllat forskare. Alla planeter i solsystemet kretsar runt solen i samma riktning och i samma plan, som astronomer tror är en rest av hur vårt solsystem bildades från en snurrande skiva av gas och damm. De flesta av planeterna roterar också i samma riktning, med sina poler orienterade vinkelrätt mot det plan som planeterna kretsar i. Dock, unikt bland alla planeter, Uranus lutar cirka 98 grader.

Istället för att tänka på verkligheten av stjärnor spridda i alla riktningar och på olika avstånd från jorden, det är lättare att förstå genom att föreställa sig den himmelska sfären. För att föreställa dig vad den himmelska sfären är, titta upp på natthimlen och föreställ dig att alla stjärnor du ser är målade på insidan av en sfär som omger solsystemet. Stjärnor tycks sedan stiga och sjunka när jorden rör sig i förhållande till denna "sfär". När Uranus roterar och kretsar runt solen, den håller sina poler riktade mot fasta punkter i förhållande till denna sfär, så det verkar rulla runt och vingla ur en jordobservatörs perspektiv. Uranus har också ett ringsystem som Saturnus, och en massa av 27 månar som kretsar runt dess ekvator; Således, de är också tippade i förhållande till ekliptikans plan. Ursprunget till Uranus ovanliga uppsättning egenskaper har nu förklarats av en forskargrupp ledd av professor Shigeru Ida från Earth-Life Science Institute (ELSI) vid Tokyo Institute of Technology. Deras studie tyder på att tidigt i vårt solsystems historia, Uranus träffades av en liten, iskall planet ungefär en till tre gånger jordens massa, som välte den unga planeten över och lämnade efter sig sitt egenartade mån- och ringsystem som en rykande pistol.

Teamet kom till denna slutsats när de konstruerade en ny datorsimulering av månbildning runt isiga planeter. De flesta av planeterna i solsystemet har månar av olika storlekar, banor, kompositioner och andra egenskaper, som forskare tror kan hjälpa till att förklara hur de bildades. Det finns starka bevis för att jordens egen enda måne bildades när en stenig Mars-storlek träffade den tidiga jorden för nästan 4,5 miljarder år sedan. Denna idé förklarar mycket om jorden och månens sammansättning, och hur månen kretsar runt jorden.

Forskare förväntar sig att sådana massiva kollisioner var vanligare i det tidiga solsystemet; verkligen, de är en del av berättelsen om hur alla planeter tros bildas. Men Uranus måste ha upplevt effekter som skilde sig mycket från jorden helt enkelt för att Uranus bildades så mycket längre från solen. Eftersom jorden bildades närmare solen, där miljön var varmare, det är mestadels gjort av vad forskare kallar "icke-flyktiga" element, vilket betyder att de inte bildar gaser vid normala tryck och temperaturer på jordens yta; de är gjorda av sten. I kontrast, de yttersta planeterna består till stor del av flyktiga element som vatten och ammoniak. Även om dessa är gaser eller vätskor under jordytans temperaturer och tryck, på stora avstånd från solen, de fryses till fast is.

Enligt professor Ida och hans kollegors studie, jätteeffekter på avlägsna isiga planeter skulle vara helt annorlunda än de som involverar steniga planeter, som den effektforskare tror bildade jordens måne. Eftersom vattenis bildas vid låga temperaturer, nedslagsskräpet från Uranus och dess isiga nedslagskropp skulle mestadels ha förångats under kollisionen. Detta kan också ha varit sant för det steniga materialet som är involverat i jordens månbildande nedslag, men däremot detta steniga material hade en mycket hög kondensationstemperatur, vilket betyder att det stelnade snabbt, och därmed kunde jordens måne samla en betydande mängd av skräpet som skapades av kollisionen på grund av sin egen gravitation.

När det gäller Uranus, en stor, Icy impactor kunde luta planeten, ge det en snabb rotationsperiod (Uranus dag är för närvarande cirka 17 timmar, ännu snabbare än jordens), och restmaterialet från kollisionen förblev gasformigt längre. Den största massakroppen, som skulle bli Uranus, samlade sedan ihop det mesta av resterna, och sålunda, Uranus månar är små. Att vara precis, förhållandet mellan Uranus massa och Uranus månars massor är större än förhållandet mellan jordens massa och dess måne med en faktor på mer än 100. Ida och kollegors modell återger vackert den nuvarande konfigurationen av Uranus satelliter.

Professor Ida säger:"Denna modell är den första som förklarar konfigurationen av Uranus månsystem, och det kan hjälpa till att förklara konfigurationerna av andra isiga planeter i vårt solsystem som Neptunus. Utöver detta, astronomer har nu upptäckt tusentals planeter runt andra stjärnor, så kallade exoplaneter, och observationer tyder på att många av de nyupptäckta planeterna som kallas superjordar i exoplanetära system till stor del kan bestå av vattenis, och den här modellen kan också tillämpas på dessa planeter."