古老的旅行者2號數據中發現的來自天王星的舊氣體團

2021-01-15 天文在線

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模擬動畫展示天王星的奇怪磁場。黃色箭頭指向太陽,深藍色箭頭代表地軸。

圖源:美國宇航局/科學可視化工作室/Tom Bridgman

30多年前,美國宇航局標誌性宇宙飛船:「旅行者2號」(Voyager 2),在天王星收集數據中,顯示出一個巨大氣泡,它可能「偷走」了天王星的一塊大氣。

通過對旅行者二號在天王星周圍磁場分析並加以觀察,科學家得出以上結論。這些測量方法以前就已經使用過,但僅以相對粗淺的視角。在此次新研究中,科學家每兩秒就觀測一次數據,這種細微程度也顯示出以前所忽視的細節:在為時45小時飛船經過天王星過程中,磁場讀數會出現一次突然波動,持續了一分鐘之久。

由於旅行者2號飛行速度極快,所以其數據中微小波動所代表的意義非同一般。具體而言,參加新研究的科學家認為波動標誌著等離子粒團,等離子粒團這種結構在1986年1月的航行旅程中,並沒有對其理解到位。

但是現如今,等離子粒團已引起科學家的重視。等離子粒團是巨大的等離子泡,其中匯聚了各種帶電粒子。等離子體從圍繞著行星的磁性套筒的頂端脫落下來,如同淚珠一般。

在地球及其周圍行星上,科學家都對這種結構進行過研究,卻從未在天王星以及鄰近土星上進行研究,因為旅行者2號是迄今為止,唯一訪問過這些行星的宇宙飛船。

科學家想要了解等離子粒團的原因在於:這些結構可以將帶電粒子從行星大氣中拉出,並拋到太空當中。你若要改變了一個行星的大氣,你就改變了這個行星。而天王星的情況尤其複雜,因為它在自己的一側自轉,它的磁場既偏離軸又偏離所有行星所在的平面。

1986年1月14日,由旅行者2號拍攝的天王星照片(圖源:美國宇航局/JPL-加州理工學院)

據美國宇航局公布:由於旅行者2號是徑直穿過等離子粒團,科學家即可收集數據,測量結構,並經過測量,此結構大約有25萬英裡(40萬公裡)寬,可能有12.7萬英裡(20.4萬公裡)長。

在理想狀態下,科學家會收集整理足夠多的天王星磁場觀測,以便更好地理解,在隨著時間推移,此現象對天王星就怎樣的影響。但是這則需要另一艘飛船,以全新的角度進行探測活動。

這項研究在8月發表在《地球物理評論快報》上的一篇論文中有所論述。

旅行者二號

旅行者2號是美國宇航局於1977年8月20日發射的太空探測器,用於研究外行星。作為「旅行者計劃」的一部分,它比其孿生兄弟旅行者1號早16天發射,其軌道到達木星和土星需要更長的時間,但能進一步接近天王星和海王星。也是唯一一艘拜訪過這兩個「冰巨人」的宇宙飛船。

它的主要任務終於1989年10月2日,海王星系統的探索,在此之前,它曾在1986年到訪過天王星系統,在1981年去過土星系統,在1979年去過木星系統。旅行者2號現在正在執行它的擴展任務,研究太陽系的外層區域,現已經運行了39年4個月24天。並通過深空網絡保持著聯繫。

截至2016年10月,旅行者2號距離太陽112.5天文單位(1.68×1010千米),是距離太陽最遠的人造物體之一,其中還有旅行者1號、新視野號、先驅者10號和11號。截至2014年12月,該探測器相對於太陽的移動速度為15.4公裡/秒(55,000公裡/小時),並正在穿過日鞘。旅行者2號到達星際空間後,預計將首次對星際等離子體的密度和溫度進行直接測量。

作者:Meghan Bartels - Space.com Senior Writer

FY: 彭彭吖

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    周禮勇表示,天王星的怪異磁場可能就是撞擊事件遺留下的「後遺症」。太陽系中,大部分大行星都有磁場,雖有強有弱,但幾乎都是圍繞目轉軸形成的。因此,行星上的磁極與地理極雖不重合,存在磁偏角,但通常也不會差太多。例如,我國各地磁偏角略有不同,最大約為6度,一般為2—3度。然而,天王星的磁場與自轉方向卻並不相近。天王星的磁場並不在幾何中心,而是呈現出極不對稱的「歪」狀態。
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    他們中的一個最後一次拍攝周圍環境的照片是在1990年,當時木星,土星,海王星和天王星 然後飛向星際空間 一組科學家發現了旅行者號周圍的宇宙射線突然爆發。他們報告說,這些爆炸是由太陽噴發產生的衝擊波造成的,這些衝擊波以每小時一百萬英裡的速度噴出粒子。衝擊波需要一年多的時間才能到達旅行者號,但是當它們到達時,它們會激發附近的宇宙射線電子。
  • 藉助木星引力彈弓,向天王星發射超10億美元的宇宙飛船!
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  • 旅行者1號飛行43年,在太空遇到什麼?究竟有沒有飛出太陽系?
    大家都知道,在太陽系的八大行星中地球排行第三,而旅行者1號則主要探測木星、土星以及天王星和海王星,旅行者1號發射於1977年9月5號12點56分,距今已有43年的時間,且還在持續飛行,同時它也是距今離地球最遠的人造衛星,那麼旅行者1號在這43年期間經過哪些星球?現在是不是已經飛出太陽系了呢?
  • 旅行者 2 號宇宙飛船離開地球 43 年,NASA 最近和它聯繫上了
    旅行者 2 號宇宙飛船已經離開地球 43 年,現在距離地球 125 個天文單位,也就是地球到太陽距離的 125 倍,約合 187.5 億公裡。最近美國國家航空航天局(NASA)通過位於澳大利亞的巨大碟形天線與其進行了通信,旅行者 2 號回復收到信號並執行了 NASA 的指令。
  • 嘿哥們兒,旅行者2號真的遠出天際了
    去年,美國航天局NASA的旅行者2號飛船已經跨出太陽系邊緣,進入到巨大又空洞的星際空間。它現在與它姊妹(旅行者1號)會合,旅行者1號在2012年同樣跨出了太陽系邊緣。2004年底,旅行者1和2號的軌道顯示,旅行者1號已經距地球140億公裡遠,成為太空中最遠的人造太空飛行器。據預測兩個飛船至2020年將繼續運行。
  • 為什麼旅行者號飛了43年還有動力?為什麼也不會撞上小行星?
    43年過去了,美國宇航局(NASA)的旅行者1號和旅行者2號還在太空中飛行,前者離地球222億公裡,相對於太陽的速度為17公裡/秒;後者離地球185億公裡,相對於太陽的速度為15.3公裡/秒。這麼多年過去了,為什麼兩艘旅行者號太空飛船還能繼續飛行呢?它們的動力來自於哪裡?它們不會撞上太空中的小行星嗎?事實上,旅行者號飛船早已消耗完燃料,它們現在是無動力在太空中飛行。而且太陽的引力已經無法把它們吸引回來,這兩艘飛船的軌道是開放的雙曲線,它們將會依靠慣性飛向遙遠的星際空間。
  • 「旅行者2號」走了41年,太陽系究竟有多大?
    作者:SHAO科學傳播團隊(中國科學院上海天文臺)11月4日,在NASA「旅行者2號」探測器飛出太陽系一年之後,《自然·天文學》雜誌公開了5項研究論文,發布「旅行者2號」進入星際空間的首批測量數據。從1977年發射升空,到2018年飛出太陽系,這段路「旅行者2號」整整走了41年。