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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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