Единственным космическим аппаратом, посетившим Уран и его семейство ледяных лун, был "Вояджер-2". Его сближение с этой далёкой планетой произошло 24 января 1986 года. С тех пор ни одна автоматическая межпланетная станция не приближалась к Урану и не исследовала его с близкого расстояния. Сейчас наблюдения за Ураном ведутся с помощью телескопа "Хаббл", обсерваторий "Чандра", "Кека" и других, но самые точные данные были получены, безусловно, с близкого расстояния. Однако и "Вояджер-2" не задержался в гостях у ледяного гиганта надолго: всего в течение нескольких часов "Вояджер-2" пролетел в пределах 81 433 км от облаков Урана, собирая данные - какие только возможно было получить. Аппарат нашёл два новых кольца, 11 новых лун и измерил точную температуру (- 214 С). Три десятилетия спустя ученые, переосмыслив эти данные, обнаружили еще один секрет...


Без ведома всего сообщества космической физики, 34 года назад Voyager 2 пролетел через плазмоид, гигантский магнитный пузырь, который, возможно, выбрасывал атмосферу Урана в космос. Находка, о которой сообщается в Geophysical Research Letters, поднимает новые вопросы об уникальной в своем роде магнитосфере планеты.

Шаткий магнитный чудак

Планетарные атмосферы по всей Солнечной системе просачиваются в космос. Водород вытекает из Венеры и присоединяется к солнечному ветру - непрерывному потоку высокоэнергетических заряженных частиц, ускользающих от Солнца. Юпитер и Сатурн выбрасывают сгустки своего электрически заряженного воздуха. Даже земная атмосфера уходит в космическое пространство, правда, паниковать не стоит - она будет существовать еще миллиард лет или около того.


Планетарные атмосферы по всей Солнечной системе просачиваются в космос. Водород вытекает из Венеры и присоединяется к солнечному ветру - непрерывному потоку высокоэнергетических заряженных частиц, ускользающих от Солнца. Юпитер и Сатурн выбрасывают сгустки своего электрически заряженного воздуха. Даже земная атмосфера уходит в космическое пространство, правда, паниковать не стоит - она будет существовать еще миллиард лет или около того.


Атмосферный побег управляется магнитным полем планеты, которое может как помочь, так и помешать процессу. Ученые считают, что магнитные поля могут защитить планету, отражая взрывы солнечного ветра, разрушающие атмосферу. Но они также могут создавать возможности для побега, как гигантские сгустки, вырванные из Сатурна и Юпитера, когда линии магнитного поля запутываются. В любом случае, чтобы понять, как меняются атмосферы, ученые уделяют пристальное внимание магнетизму.

Это еще одна причина, по которой Уран является такой загадкой. Облет "Вояджера-2" в 1986 году показал, насколько странна и необычна эта планета. Он ничем не похож на другие планеты и создаётся впечатление, что он живёт сам по себе и своей жизнью.

В отличие от любой другой планеты в нашей солнечной системе, Уран почти идеально вращается на боку - как поросёнок на жарком вертеле - завершая полный оборот вокруг своей оси за 17 часов. Его ось магнитного поля указывает на 60 градусов от этой оси вращения, поэтому, когда планета вращается, ее магнитосфера - пространство, вырезанное ее магнитным полем, - колеблется, как плохо брошенный футбольный мяч. Ученые до сих пор не знают, как его смоделировать.


Странное магнитное поле Урана в последний раз было измерено более 30 лет назад. Астрономы вновь просмотрели показания магнитометра "Вояджера-2", который отслеживал силу и направление магнитных полей вблизи Урана, когда пролетал мимо. Не имея ни малейшего представления о том, что они найдут, они оказались в своих исследованиях точнее, чем в предыдущих, рисуя новую точку данных на графике каждые 1,92 секунды. Плавные линии уступили место зубчатым шипам и провалам. И вот тогда они увидели его: крошечный зигзаг с большой историей.

- Как ты думаешь, это может быть ?.. плазмоид? - Спросил астроном Гершман у своей коллеги ДиБраччо, заметив закорючку.

Малоизвестные во время пролета "Вояджера-2" плазмоиды с тех пор стали признаны важным способом потери массы планетами. Эти гигантские пузырьки плазмы или наэлектризованного газа отрываются от конца магнитохвоста планеты - части ее магнитного поля, сдуваемой Солнцем, как ветряная мельница. С достаточным временем убегающие плазмоиды могут истощать ионы из атмосферы планеты, принципиально изменяя ее состав.

Они наблюдались на Земле и других планетах, но никто не обнаружил плазмоидов на Уране - пока.

Дибраччо пропустил данные через свой конвейер обработки, и результаты вернулись чистыми. - Я думаю, это определенно так, - сказала она.

Пузырь ускользает

Плазмоид, найденный Дибраччо и Гершманом, занял всего 60 секунд 45-часового полета Voyager 2 на Уране. Это выглядело как быстрая вспышка вверх-вниз в данных магнитометра.

- Но если бы вы построили его в 3D, он выглядел бы как цилиндр, - сказал Гершман.

Сравнивая свои результаты с плазмоидами, наблюдаемыми на Юпитере, Сатурне и Меркурии, они оценили цилиндрическую форму как минимум в 204 000 км в длину и примерно до 400 000 км в поперечнике. Как и все планетарные плазмоиды, он был полон заряженных частиц - в основном ионизированного водорода.

Показания изнутри плазмоида - когда Voyager 2 пролетел через него - намекнули на его происхождение. В то время как некоторые плазмоиды имеют скрученное внутреннее магнитное поле, ДиБраччо и Гершман наблюдали гладкие замкнутые магнитные петли. Такие петлеобразные плазмоиды обычно образуются, когда вращающаяся планета выбрасывает кусочки своей атмосферы в космос. "Центробежные силы берут верх, и плазмоид отрывается", - сказал Гершман. По их оценкам, плазмоиды, подобные этому, могут составлять от 15% до 55% атмосферы потеря массы Урана больше, чем у Юпитера или Сатурна. Вполне возможно, что Уран проливает свою атмосферу в космос.


Как побег плазмоида изменил Уран с течением времени? Имея только один набор наблюдений, трудно сказать.Источник: "Астрономия с Ауриэль"