Topsy-turvy pohyb vytváří efekt přepnutí světla u Uranu

TR-3B ASTRA Секретный Самолет США проекта Аврора (Březen 2019).

Anonim

Více než 30 let poté, co Voyager 2 vyrazil kolem Uranu, vědci z Gruzínského institutu technologií používají data kosmické lodi, aby se dozvěděli více o ledové planetě. Jejich nová studie naznačuje, že magnetosféra Uranu, oblast definovaná planetovým magnetickým polem a materiálem uvíznutým uvnitř, se každý den otáčí a vypíná jako spínač světla, když se točí s planetou. Je "otevřená" v jedné orientaci, která dovoluje proudění slunečního větru do magnetosféry; později se zavře, vytváří štít proti slunečnímu větru a odkládá jej od planety.

To je velmi odlišné od zemské magnetosféry, která typicky přepíná pouze mezi otevřenými a uzavřenými v důsledku změn slunečního větru. Zemské magnetické pole je téměř vyrovnané s jeho osou otáčení, což způsobuje, že se celá magnetosféra otáčí jako vrchol společně s rotací Země. Vzhledem k tomu, že stejná orientace zemské magnetosféry je vždy obrácena směrem k slunci, musí magnetické pole se závitem v stále se vyskytujícím slunečním větru změnit směr, aby znovu přeměnil Zemské pole z uzavřené na otevřené. To se často vyskytuje při silných slunečních bouřích.

Ale Uran leží a rotuje na jeho boku a jeho magnetické pole je vyklenuté - je vycentrované a nakloněné 60 stupňů od své osy. Tyto vlastnosti způsobují, že magnetické pole se nese asymetricky vzhledem ke směru slunečního větru, když ledový obr dokončí 17, 24 hodinovou plnou rotaci.

Spíše než sluneční vítr, který diktuje přepínač podobný tady na Zemi, vědci tvrdí, že Uranova rychlá rotační změna intenzity pole a orientace vede k periodickému scénáři typu "open-close-open-close", který se otáčí slunečním větrem.

"Uran je geometrická noční můra, " říká Carol Paty, profesorka Georgia Tech, která spoluúčastnila studie. "Magnetické pole se velice rychle rozpadá jako dítě, které se točí kolem kopce nad hlavou. Když se magnetický sluneční vítr setká s touto kolísavou oblastí správným způsobem, může se znovu připojit a Uranova magnetosféra se vydává z otevřené do uzavřené a otevře se denně základ."

Paty říká, že toto obnovení slunečního větru se předpokládá, že se vyskytuje proti proudu magnetosféry Uranu v různých zeměpisných šířkách, přičemž magnetické toky se uzavírají v různých částech zkroucené magnetotyly planety.

Opětovné spojení magnetických polí je fenoménem v celé sluneční soustavě. Vyskytuje se, když směr meziplanetárního magnetického pole - který pochází ze slunce a je také známý jako heliosférické magnetické pole - je proti magnetosférickému uspořádání planety. Linky magnetického pole jsou potom spojeny dohromady a uspořádány místní magnetické topologie, což dovoluje nárůstu sluneční energie pro vstup do systému.

Magnetické opětovné připojení je jedním z důvodů polárních poloh. Polštář by mohl být možný v širokém rozmezí zeměpisných šířky uranu kvůli jeho mimo-kilter magnetické pole, ale aurora je těžké pozorovat, protože planeta je téměř 2 miliardy kilometrů od Země. Hubbleův kosmický dalekohled občas získává slabý pohled, ale nemůže přímo měřit Uranovou magnetosféru.

Vědci z Georgia Tech používali numerické modely pro simulaci globální magnetosféry planety a pro předpovědi příznivých míst opětovného propojení. Připojili data shromážděná Voyagerem 2 během pětidenního průletu v roce 1986. Je to jediný čas, kdy kosmická loď navštívila.

Vědci říkají, že učení o Uranu je klíčem k objevování více informací o planetách mimo naši sluneční soustavu.

"Většina exoplanetů, které byly objeveny, se zdá být také velikými ledovými giganty, " řekl Xin Cao, Georgia Tech Ph.D. kandidát na Zemi a vědy o atmosféře, kteří vedli studii. "Možná, že to, co vidíme na Uranu a Neptunu, je normou pro planety: velmi unikátní magnetosféry a méně sladěné magnetické pole. Pochopení toho, jak tyto složité magnetosféry chrání exoplanety před hvězdným zářením, má klíčový význam pro studium osídlení těchto nově objevených světů.

Papír "Denní a sezónní variabilita magnetosféry Uranu" je v současné době publikován v časopise Journal of Geophysical Research: Space Physics.

menu
menu