旅行者2號數據中的新發現顯示:天王星的磁場正在剝奪其大氣層

美國國家航空航天局戈達德航天飛行中心的研究人員從舊的太空任務中尋找到了新的發現,他們通過觀察旅行者2號與天王星的單獨相遇,發現這顆行星似乎正在

高速失去大氣層,因為它的不平衡磁場。這一發現發表在最近一期的《地球物理研究快報》上。

旅行者2號數據中的新發現顯示:天王星的磁場正在剝奪其大氣層

旅行者2號於1986年1月24日飛越天王星雲頂,當時距離僅為81400公里。這個外冰巨人是大飛越探索外太陽系的第二個目標,迄今為止,旅行者2號是唯一近距離訪問天王星和海王星的探測器。旅行者2號在最接近天王星的關鍵兩個小時內仔細研究了天王星,在後來的相遇中收集到的數據揭示了兩個新的環形系統和11個新衛星。但是,旅行者2號所傳送的磁強計讀數中的一個小點卻讓研究人員停滯不前。

現在,這一異常現象被認為是一個等離子體,一個巨大的等離子泡被行星的磁場夾住,拋向太空。旅行者2號碰巧短暫地穿過了這個泡沫,不過研究人員花了30多年才意識到這一點。

旅行者2號數據中的新發現顯示:天王星的磁場正在剝奪其大氣層

在整個太陽系中,我們看到其他行星正在減少大氣層。 這樣的等離子體在木星和土星的巨大行星中很常見。在太陽系內部,金星和火星都缺乏保護性磁場,它們的高層大氣直接被太陽風所控制。就地球而言,這種影響很小。火星大氣與揮發性演化和歐洲航天局的追蹤氣體軌道器等火星任務,都突出說明了這種損失可能有多嚴重。火星曾經是一個潮溼的星球,有著厚厚的大氣層,隨著時間的推移,它演變成了我們今天看到的乾旱星球。

旅行者2號數據中的新發現顯示:天王星的磁場正在剝奪其大氣層

當談到天王星這個奇怪的星球時,旋轉方向很重要。天王星每84年繞太陽運行一次;天王星上的一個季節”長達21年,每42年一次;天王星的兩極都對準太陽,距離19個天文單位(AU);它的磁偏角達到了59度,與其他星球大相徑庭。儘管旅行者2號只在等離子體氣泡中作了60秒的短暫飛行,但發現這個氣泡的尺寸卻令人震驚:在20.4萬公里寬、40萬公里長的圓柱體體積下,氣泡可以從地球延伸到月球。

天王星等離子體的另一個獨特特徵是旅行者2號觀測到的乾淨的閉合環,與木星或土星周圍典型的扭曲磁場形成鮮明對比。這個氣泡可能造成天王星大氣質量損失15%至55%,比太陽系其他行星所看到的比例還多。

在2030年或2040年的時間框架內,將有計劃地向天王星和海王星發射專門的軌道飛行器,發現新的事物,儘管我們距離這兩個目標還有很長的路要走。


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