Первая панель концепции этого художника изображает, как магнитосфера Урана — ее защитный пузырь — вела себя перед пролетом «Вояджера-2» НАСА. Вторая панель показывает необычную солнечную погоду, наблюдавшуюся во время пролета 1986 года, что дает ученым искажённое представление об Уране. магнитосфера. Фото: НАСА/Лаборатория реактивного движения-Калифорнийский технологический институт.
Когда космический корабль НАСА «Вояджер-2» пролетел мимо Урана в 1986 году, он предоставил ученым первый — и пока единственный — близкий взгляд на эту странную, вращающуюся вбок внешнюю планету. Наряду с открытием новых лун и колец перед учеными стояли новые загадочные загадки. Заряженные частицы вокруг планеты бросили вызов их пониманию того, как магнитные поля удерживают излучение частиц, а Уран заслужил репутацию исключения в нашей Солнечной системе.
Теперь новое исследование, анализирующее данные, собранные во время этого пролета 38 лет назад, обнаружило, что источником этой конкретной загадки является космическое совпадение. Оказывается, незадолго до пролета «Вояджера-2» на планету повлияла необычная космическая погода, которая сдавила магнитное поле планеты, резко сжав магнитосферу Урана.
«Если бы «Вояджер-2» прибыл всего на несколько дней раньше, он бы наблюдал совершенно другую магнитосферу на Уране», — сказал Джейми Ясински из Лаборатории реактивного движения НАСА в Южной Калифорнии и ведущий автор новой работы, опубликованной в журнале Nature Astronomy. «Космический корабль видел Уран в условиях, которые случаются только в 4% случаев».
Магнитосферы служат защитными пузырями вокруг планет (включая Землю) с магнитными ядрами и магнитными полями, защищая их от струй ионизированного газа или плазмы, которые вытекают из Солнца в солнечном ветре. Узнать больше о том, как работают магнитосферы, важно для понимания нашей собственной планеты, а также тех, кто находится в редко посещаемых уголках нашей солнечной системы и за ее пределами.
Вот почему учёные стремились изучить магнитосферу Урана, и то, что они увидели в данных «Вояджера-2» в 1986 году, сбило их с толку. Внутри магнитосферы планеты находились электронные радиационные пояса, интенсивность которых уступала только печально известным своим жестоким радиационным поясам Юпитера. Но, очевидно, не было источника заряженных частиц для питания этих активных поясов; Фактически, остальная часть магнитосферы Урана была почти лишена плазмы.
Пропавшая плазма также озадачила ученых, поскольку они знали, что пять основных спутников Урана в магнитном пузыре должны были производить ионы воды, как это делают ледяные спутники вокруг других внешних планет. Они пришли к выводу, что спутники должны быть инертными и без постоянной активности.
«Вояджер-2» НАСА сделал это изображение Урана во время пролета мимо ледяного гиганта в 1986 году. Новое исследование с использованием данных миссии показывает, что во время пролета произошел солнечный ветер, что привело к загадке магнитосферы планеты, которую теперь можно разгадать. Фото: НАСА/Лаборатория реактивного движения-Калифорнийский технологический институт.
Разгадка тайны
Так почему же не наблюдалось плазмы и что происходило с усилением радиационных поясов? Новый анализ данных указывает на солнечный ветер. Когда солнечная плазма ударила и сжала магнитосферу, она, вероятно, вытеснила плазму из системы. Событие солнечного ветра также на короткое время усилило бы динамику магнитосферы, которая питала бы пояса, вводя в них электроны.
Полученные результаты могут стать хорошей новостью для пяти основных спутников Урана: некоторые из них, в конце концов, могут быть геологически активными. Объясняя временное отсутствие плазмы, исследователи говорят, что вполне вероятно, что спутники на самом деле все это время извергали ионы в окружающий пузырь.
Ученые-планетологи сосредоточены на расширении своих знаний о загадочной системе Урана, которую в Десятилетнем исследовании планетарных наук и астробиологии Национальной академии наук 2023 года определили в качестве приоритетной цели для будущей миссии НАСА.
Линда Спилкер из Лаборатории реактивного движения была среди ученых миссии «Вояджер-2», прикованных к изображениям и другим данным, которые поступили во время пролета Урана в 1986 году. Она помнит предвкушение и волнение этого события, которое изменило представление ученых о системе Урана.
«Пролет был полон сюрпризов, и мы искали объяснение его необычного поведения. Измеренная «Вояджером-2» магнитосфера была лишь моментальным снимком во времени», — сказал Спилкер, который вернулся в культовую миссию, чтобы возглавить научную группу в рамках проекта. учёный. «Эта новая работа объясняет некоторые очевидные противоречия и снова изменит наш взгляд на Уран».
«Вояджер-2», находящийся сейчас в межзвездном пространстве, находится почти в 13 миллиардах миль (21 миллиарде километров) от Земли.
