Таємнича аномалія в історії Урана: як подія 1986 року змінила погляд на планету

Десятиліттями ми вважали, що маємо досить добре розуміння Урана. Передостання планета, згідно з нашими найкращими вимірюваннями, має цілу низку особливостей. І одним із найбільш загадкових є його магнітне поле. Відповідно до вимірювань, зроблених «Вояджером-2» під час прольоту зонда НАСА в 1986 році, магнітосфера Урана являє собою гаряче безладдя — нецентральне й нерівне, на відміну від будь-чого іншого в Сонячній системі.

Це інформує про те, як ми думаємо про Уран з того часу, зробивши історію планети таємницею, над вирішенням якої працюють вчені. Існує лише одна проблема, каже фізик космічної плазми Джеймі Джасінскі з Лабораторії реактивного руху НАСА в Каліфорнійському технологічному інституті: магнітне поле Урана, ймовірно, не є химерним у більшості випадків.

Ясінскі та його команда провели новий аналіз і виявили, що проліт «Вояджера-2», ймовірно, відбувся протягом короткого періоду, коли сонячна активність впливала на Уран, взявши спостереження, які не відповідають нормі.

«Наукова картина Урана, яку ми маємо після прольоту «Вояджера-2», полягає в тому, що він має екстремальне магнітосферне середовище. Але я завжди думав, що, можливо, проліт «Вояджера-2» повз Уран стався просто під час якоїсь дивної діяльності, а не так. загалом», — сказав Ясінскі ScienceAlert.

«Я почав переглядати дані про сонячний вітер на Урані, а потім, як тільки я побачив, що «Вояджер-2» виміряв різке збільшення динамічного тиску сонячного вітру безпосередньо перед прольотом, я зрозумів, що магнітосфера, мабуть, була здавлена ​​на 20 відсотків свого об’єму. незадовго до прольоту, який вплинув би на відкриття, які ми зробили з «Вояджером-2»!»

Неможливо переоцінити важливість вимірювань Урана та його навколишнього середовища, здійснених «Вояджером-2». Це найкращі та найближчі спостереження планети, які ми зробили на сьогодні, життєво важливі для нашого розуміння смердючої зовнішньої планети. Уран знаходиться дуже далеко, дуже відрізняється від Землі, і до нього важко дістатися, тому дослідницькі зусилля здебільшого спрямовані на ближчі цілі.

Але наша Сонячна система не є статичною, тому будь-які спостереження, які ми робимо, слід інтерпретувати в контексті примх космічної погоди, що відбувається в той час. «Вояджер-2» показав магнітосферу Урана, яка не схожа на те, що ми бачили, з інтенсивними радіаційними поясами та набагато меншою кількістю плазми, ніж ми зазвичай очікуємо побачити на основі інших планет.

Після його роботи над місією NASA MESSENGER, яка досліджувала планету Меркурій, Ясінскі вважав, що цей контекст може бути відсутнім у спостереженнях Урана.

«З тисячі орбіт навколо планети за чотирирічний період у нас були ці рідкісні випадкові моменти, коли активність Сонця повністю знищувала все магнітне поле», — пояснив він.

«Мені це дійсно підкреслило, що якби ми проводили спостереження під час однієї з цих подій, у нас було б зовсім інше уявлення про Меркурій. Отже, чи могли б ми також спостерігати Уран у дивний час? Проліт «Вояджера-2» навколо Урана тривав лише п’ять днів, тож я подумав, що ми спостерігали Уран не в той час».

Це спонукало команду повернутися назад і переглянути дані, зібрані «Вояджером-2» за тиждень до прольоту повз Уран. Дослідники крутилися на грошах: динамічний тиск сонячного вітру зріс у 20 разів безпосередньо перед прольотом.

Це означає, що вихідні потоки від Сонця – потоки частинок, що витікають у постійному сонячному вітрі – збільшилися під час прольоту, створюючи середовище навколо Урана, яке присутнє менше 5 відсотків часу, за оцінками групи.

«Ми знали, що це означало, що проліт «Вояджера-2» відбувся за дуже особливих обставин. Магнітосфера була б стиснута приблизно до 20 відсотків свого початкового об’єму за ті кілька днів до того, як ми увійшли в магнітосферу, і це призвело б до збільшення активності та динаміки», – сказав Ясинкі.

«Я був здивований, що це сталося, але був також момент ясності, коли раптом усі дивні вимірювання «Вояджера-2» нарешті набули для мене сенсу».

Якби сонячний вітер йшов зі своєю нормальною швидкістю, то магнітне поле Урана було б більше схоже на магнітні поля інших газових гігантів Сонячної системи, Юпітера, Сатурна та Нептуна. Це відкриття, яке має багато наслідків. Можливо, нам доведеться переосмислити, як працює Уран. Ґрунтуючись на вимірюваннях «Вояджера-2», вчені припустили, що надра Урана, де генерується магнітне поле, є чимось унікальним у Сонячній системі. Цю презумпцію, можливо, потрібно буде переглянути.

Один короткий проліт ніколи не дасть достатньо даних, щоб повністю зрозуміти, як працює планета. Вчені наполягали на місії з вивчення Урана і Нептуна; це дало б нам дані, необхідні для підтвердження висновків Ясінського та його команди, і дізналося б більше не лише про Уран, але й про його систему супутників.

«Драматичне здавлювання магнітосфери могло витіснити всю воду із системи та знищити будь-які докази активності супутників безпосередньо перед тим, як туди прибув «Вояджер-2», змінивши відкриття, які ми зробили під час прольоту. Якби «Вояджер-2» прибув через тиждень раніше він спостерігав би зовсім інше магнітосферне середовище», — сказав Ясінскі ScienceAlert.

«Це просто показує, наскільки динамічною є ця система. Це така таємнича планета. Нам справді потрібно повернутися туди та дослідити її далі».Дослідження опубліковано в Nature Astronomy.