NASAprzelot Voyagera 2 obok Uran kilkadziesiąt lat temu ukształtowało zrozumienie planety przez naukowców, ale wprowadziło także niewyjaśnione osobliwości. Odpowiedzi dostarczyło niedawne przeglądanie danych.
W 1986 roku przelot Voyagera 2 obok Urana uchwycił planetę podczas rzadkiej anomalii magnetycznej spowodowanej wyjątkową pogodą kosmiczną, która wpłynęła na zachowanie jej magnetosfery, oferując nowy wgląd w jej intensywne pasy radiacyjne i sugerując potencjalną aktywność na jej księżycach.
Historyczny przelot Voyagera 2 obok Urana
W 1986 roku należąca do NASA sonda kosmiczna Voyager 2 przeleciała obok Urana, dając naukowcom pierwszy – i wciąż jedyny – widok z bliska tej wyjątkowej planety zewnętrznej z jej bocznym obrotem. Podczas przelotu Voyager 2 odkrył nowe księżyce i pierścienie, ale odsłonił także kłopotliwe tajemnice. Naładowane cząstki wokół Urana zachowywały się w sposób, który zaprzeczał zrozumieniu naukowców na temat tego, w jaki sposób pola magnetyczne zatrzymują promieniowanie cząstek, co uczyniło Urana niezwykłym przypadkiem w naszym Układzie Słonecznym.
Teraz nowe badania analizujące dane z przelotu sprzed 38 lat rzuciły światło na tę tajemnicę, ujawniając, że prawdopodobnie był to skutek kosmicznego zbiegu okoliczności. Zaledwie kilka dni wcześniej Przelot Voyagera 2niezwykłe wydarzenie pogody kosmicznej skompresowało magnetosferę Urana, radykalnie zmieniając pole magnetyczne planety i tworząc wyjątkowe warunki zaobserwowane przez Voyagera 2.
„Gdyby Voyager 2 przybył zaledwie kilka dni wcześniej, zaobserwowałby zupełnie inną magnetosferę na Uranie” – powiedział Jamie Jasinski z Jet Propulsion Laboratory NASA w południowej Kalifornii i główny autor nowej pracy opublikowanej 11 listopada w czasopiśmie Astronomia Przyrodnicza. „Sonda kosmiczna widziała Urana w warunkach, które występują tylko w około 4% przypadków”.
Znaczenie magnetosfer
Magnetosfery służą jako ochronne bańki wokół planet (w tym Ziemi) z rdzeniami magnetycznymi i polami magnetycznymi, osłaniając je przed strumieniami zjonizowanego gazu – lub osocze — ten strumień wychodzący ze Słońca w wietrze słonecznym. Więcej informacji na temat działania magnetosfer jest ważne dla zrozumienia naszej własnej planety, a także planet w rzadko odwiedzanych zakątkach naszego Układu Słonecznego i poza nim.
Właśnie dlatego naukowcom tak zależało na badaniu magnetosfery Urana, a to, co zobaczyli w danych z sondy Voyager 2 w 1986 r., wprawiło ich w zakłopotanie. Wewnątrz magnetosfery planety znajdowały się pasy promieniowania elektronowego o natężeniu ustępującym jedynie Jupiter’S notorycznie brutalne pasy radiacyjne. Najwyraźniej jednak nie było źródła cząstek pod napięciem, które zasilałyby te aktywne pasy; w rzeczywistości reszta magnetosfery Urana była prawie pozbawiona plazmy.
Brakująca plazma również zaintrygowała naukowców, ponieważ wiedzieli, że pięciu głównych Księżyce Urana w bańce magnetycznej powinna wytworzyć jony wody, tak jak robią to lodowe księżyce wokół innych planet zewnętrznych. Doszli do wniosku, że księżyce muszą być obojętne i nie wykazują ciągłej aktywności.
Wpływ wydarzeń związanych z wiatrem słonecznym
Dlaczego więc nie zaobserwowano plazmy i co się działo, co wzmacniało pasy promieniowania? Nowa analiza danych wskazuje na wiatr słoneczny. Kiedy plazma słoneczna uderzyła i skompresowała magnetosferę, prawdopodobnie wyrzuciła ją z układu. Zdarzenie z wiatrem słonecznym na krótko zintensyfikowałoby dynamikę magnetosfery, która zasilałaby pasy poprzez wstrzykiwanie do nich elektronów.
Odkrycie może być dobrą wiadomością dla pięciu głównych księżyców Urana: mimo wszystko niektóre z nich mogą być aktywne geologicznie. Wyjaśniając chwilowo brakującą plazmę, badacze twierdzą, że jest prawdopodobne, że księżyce przez cały czas mogły wypluwać jony do otaczającej je bańki.
Przyszłe misje i ekscytacja naukowa
Planetolodzy skupiają się na pogłębianiu swojej wiedzy na temat tajemniczego układu Urana, który w ramach badania Planetary Science and Astrobiology Decadal Survey 2023 przeprowadzonego przez Narodowe Akademie uznano za priorytet przyszłej misji NASA.
JPLLinda Spilker była jednym z naukowców zajmujących się misją Voyager 2 obrazy oraz inne dane, które napłynęły podczas przelotu obok Urana w 1986 roku. Pamięta oczekiwanie i podekscytowanie wydarzeniem, które zmieniło sposób, w jaki naukowcy myśleli o układzie Urana.
„Przelot był pełen niespodzianek i szukaliśmy wyjaśnienia jego niezwykłego zachowania. Zmierzona przez sondę magnetosfera Voyager 2 była jedynie migawką w czasie” – powiedział Spilker, który powrócił do kultowej misji, aby kierować zespołem naukowym jako naukowiec projektu. „Ta nowa praca wyjaśnia niektóre oczywiste sprzeczności i po raz kolejny zmienia nasz pogląd na Urana”.
Voyager 2, znajdujący się obecnie w przestrzeni międzygwiazdowej, znajduje się prawie 13 miliardów mil (21 miliardów kilometrów) od Ziemi.
Odniesienie: „Anormalny stan magnetosfery Urana podczas przelotu Voyagera 2” Jamie M. Jasinski, Corey J. Cochrane, Xianzhe Jia, William R. Dunn, Elias Roussos, Tom A. Nordheim, Leonardo H. Regoli, Nick Achilleos, Norbert Krupp i Neil Murphy, 11 listopada 2024 r., Astronomia przyrodnicza.
DOI: 10.1038/s41550-024-02389-3
