Магнитосферу Урана сжало почти на 80%. «Вояджер-2» прилетел в самый редкий момент
В январе 1986 года «Вояджер-2» пролетел мимо Урана и увидел планету в состоянии, которое, по новой оценке, длится меньше 5% времени.
Именно этот короткий эпизод мог на десятилетия закрепить за Ураном репутацию планеты с самой необычной магнитосферой среди гигантов Солнечной системы. Новая работа в Nature Astronomy показывает, что зонд NASA оказался у планеты в момент сильного давления солнечного ветра: поток заряженных частиц сжал магнитную оболочку Урана и сделал ее вид гораздо более экстремальным, чем обычно.
До этого у ученых почти не было прямых измерений Урана. Все, что мы знали о его магнитном окружении с близкого расстояния, держалось на одном пролете «Вояджера-2». Аппарат прошел мимо планеты 24 января 1986 года, собрал снимки, данные о частицах, плазме и магнитном поле, а затем ушел дальше – к Нептуну и окраинам Солнечной системы.
Результаты выглядели странно даже по меркам ледяных гигантов. Магнитная ось Урана оказалась наклонена примерно на 59–60 градусов к оси вращения, а само поле было заметно смещено от центра планеты. Магнитосфера выглядела сжатой, асимметричной и бедной плазмой, хотя при этом рядом с планетой обнаружились мощные пояса энергичных электронов. Такое сочетание плохо укладывалось в привычную картину: если заряженных частиц мало, откуда берутся настолько сильные радиационные пояса?
Новая интерпретация начинается не с внутреннего устройства Урана, а с погоды в межпланетном пространстве. Исследователи заново разобрали данные «Вояджера-2» за несколько месяцев вокруг пролета и увидели, что перед встречей с планетой аппарат попал в редкий всплеск солнечного ветра. За несколько дней до сближения давление потока выросло примерно в 20 раз по сравнению с тем, каким оно было бы при более спокойных условиях.
Для магнитосферы планеты такой удар похож на резкое сжатие воздушного шара. Область, где магнитное поле Урана удерживает заряженные частицы и сопротивляется солнечному ветру, резко уменьшилась. По расчетам авторов, магнитосфера могла потерять около 78% своего объема, а ее внешняя граница придвинулась к планете настолько, что «Вояджер-2» увидел не обычное состояние Урана, а редкую сжатую фазу.
Сама планета от этого не стала менее интересной. Уран все равно остается необычным миром: он вращается почти «лежа на боку», получает очень слабое солнечное тепло, окружен кольцами и крупными спутниками, среди которых Титания и Оберон рассматриваются как возможные тела с подледными океанами. Но новая работа меняет акцент. Часть магнитных загадок, которые раньше приписывали самой планете, могла возникнуть из-за момента наблюдения.
Если бы «Вояджер-2» прибыл на несколько дней раньше или позже, ученые могли бы увидеть более крупную и спокойную магнитосферу. В таком случае Уран выглядел бы ближе к другим планетам-гигантам, а не как почти исключительный магнитный объект. По словам исследователей, условия, похожие на те, что пришлись на пролет 1986 года, встречаются лишь около 4–5% времени.
История хорошо показывает слабое место планетологии дальних миров. Один пролет дает огромный массив данных, но он похож на один кадр из фильма. По этому кадру можно многое понять, однако нельзя уверенно восстановить всю динамику. У Юпитера и Сатурна были длительные орбитальные миссии, у Марса – целая армада аппаратов, а Уран до сих пор живет в научной литературе в основном за счет визита, который длился считанные дни.
Теперь вопрос о настоящей магнитосфере Урана снова открыт. Нужен орбитальный аппарат, который сможет наблюдать планету не в один случайный момент, а на протяжении месяцев и лет: при разном давлении солнечного ветра, разных положениях планеты и разных фазах ее необычного вращения. Тогда станет понятно, какие черты принадлежат самому Урану, а какие появились из-за космической погоды в январе 1986 года.
Источники: Nature Astronomy, NASA Jet Propulsion Laboratory, Reuters, Max Planck Institute for Solar System Research.
Подписывайтесь на канал, буду рад вопросам и поправкам в комментариях.
#экзогео #Уран #Вояджер2 #NASA #космос #астрономия #солнечнаясистема #NatureAstronomy #магнитосфера
Читайте также: