Уран, несомненно, является одной из самых загадочных и увлекательных планет нашей Солнечной системы. Четвертая по величине планета, известная тем, что ее ось наклонена на 97,8 градуса, из-за чего кажется, что она «лежит» на боку, вращаясь вокруг Солнца. Но Уран скрывает и другие тайны, особенно в отношении своей магнитосферы — магнитного «пузыря», который окутывает планету и защищает ее от солнечного ветра.
Когда в 1986 году зонд НАСА «Вояджер-2» пролетел над Ураном, впервые взглянув на этот далекий мир с близкого расстояния, ученые были особенно поражены уникальными характеристиками его магнитосферы. По сравнению с магнитосферой других планет, она демонстрировала аномалии и странное поведение, которые ставили под сомнение существующие теоретические модели.
Теперь, почти 40 лет спустя, новый анализ данных, собранных «Вояджером-2», наконец-то раскрыл происхождение этих загадок, пролив новый свет на сложную природу Урана.
Динамическая магнитосфера Урана
Когда в январе 1986 года «Вояджер-2» пролетал над Ураном, приборы на его борту зафиксировали совершенно неожиданные данные о магнитосфере планеты. Вместо того чтобы иметь конфигурацию, подобную Юпитеру или Сатурну, с широкой и относительно стабильной магнитосферой, магнитосфера Урана оказалась чрезвычайно динамичной.
Внутри ученые обнаружили радиационные пояса, гораздо более интенсивные, чем предсказывали модели, содержащие энергичные частицы в огромных количествах. Однако, как это ни парадоксально, остальная часть магнитосферы казалась почти полностью лишенной плазмы, которая обычно подпитывает подобные явления.
Это неожиданное сочетание элементов (обилие энергичных частиц и недостаток плазмы) резко контрастировало со знаниями о магнитосферах на других планетах.
Теперь новое исследование, похоже, наконец-то разрешило эту загадку. Тщательно проанализировав данные, собранные «Вояджером-2», группа исследователей под руководством Джейми Ясински из Лаборатории реактивного движения НАСА обнаружила, что магнитосфера Урана была временно изменена за несколько дней до пролета зонда.
В частности, интенсивный поток солнечных частиц от Солнца значительно сжал магнитосферу планеты, вызвав выброс плазмы внутри нее. Однако это сжатие также усилило динамику магнитосферы, вбросив электроны в радиационные пояса и сделав их гораздо более активными, чем обычно.
Другими словами, «Вояджер-2» просто имел несчастье (или удачу, в зависимости от точки зрения) прибыть к Урану в тот момент, когда его магнитосфера находилась в довольно необычном состоянии, представляя собой лишь временный «снимок» того, что происходит вокруг этой загадочной планеты.
«Если бы «Вояджер-2» прибыл всего на несколько дней раньше, он наблюдал бы совершенно другую магнитосферу Урана», — объясняет Ясински. «Зонд застал Уран в условиях, которые встречаются лишь в 4 процентах случаев».
Новые перспективы для понимания Урана
Это открытие имеет важные последствия не только для понимания магнитосферы Урана, но и для понимания геологии его лун. Ученые предполагают, что временное изгнание плазмы из магнитосферы могло повлиять и на геологические процессы, происходящие на лунах планеты.
Раньше отсутствие плазмы в магнитосфере Урана приводило экспертов к выводу, что его главные спутники инертны и не ведут геологической активности. Теперь, в свете новой интерпретации, возможно, что эти луны на самом деле более динамичны, чем считалось ранее, и постоянно производят ионы воды для пополнения магнитосферы.
Ученые надеются, что в будущем новые космические миссии смогут вернуться для детального изучения Урана и его системы, что еще больше углубит наши знания об этой удивительной планете.
С исследованием, опубликованным в журнале Nature Astronomy, можно ознакомиться .