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簡介:NASA通過旅行者號觀測發現天王星大氣層被其磁場吸收。天王星的磁氣圈及所切割的空間與其自轉軸產生了60度的擺動。且其等離子體顯示出乾淨的閉合環,與其他星體等離子體扭曲磁場對比鮮明。雖然樣本單一,但仍有重要意義。
人們不會一直使用同一種方法去觀測天王星。梳理舊太空任務裡的數據以期得到新的發現是值得的。
戈達德太空飛行中心的美國國家航空航天局研究員就在做這件事,通過研究旅行者二號和天王星的長久邂逅,他們取得了一個驚人的發現,天王星大氣層好像正在以一個高速率被其偏向一側的磁場吸收。這一發現被刊登在地學—地球科學研究信函的最新一版上。
旅行者2號於1986年1月24日飛越天王星,距離其雲層50600英裡(81400公裡)。外冰巨人是外太陽系大飛越探測的次要目標,到目前為止,旅行者2號是唯一一個近距離訪問天王星和海王星的任務。
旅行者2號在與天王星最接近的關鍵的兩小時中仔細研究了它,這次相遇過程中收集的這些數據揭示了兩個新的環系統和11個新衛星。但是,旅行者2號傳遞給研究人員的磁強計讀數中的一個光點使研究者們躊躇不前。
這種異常現象被認為是一個等離子體團,一個巨大的等離子體氣泡被行星的磁場夾住並拋向太空。旅行者2號碰巧短暫地穿過這個泡沫,儘管研究人員花了30多年才意識到這件事。
我們知道其他星球會在整個太陽系中釋放大氣,這種等離子體團在木星和土星的巨型行星周圍很常見。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。對於地球來說,這種影響是很小的:但是火星任務,如火星大氣和揮發性演化(MAVEN)和歐洲航天局的示蹤氣體軌道器顯示出這種損失是多麼的極端。
吉娜·迪布拉西奧(NASA-GSFC)在一份新聞稿中說:「火星原本是一個有著厚厚大氣層的潮溼行星。隨著時間的推移,它演變成了我們今天看到的乾燥的行星。」
在天王星這個古怪的世界中,旋轉方向十分重要。天王星每84年繞太陽運行一周,在它的一側旋轉:天王星上的一「季」長達21年,每42年一次,天王星的兩極都會瞄準距離太陽19個天文單位(AU)。作為太陽系裡的怪胎,天王星的磁氣圈和它所劃分的空間與它的旋轉不同步地擺動了60度軸心。
儘管旅行者號僅僅在等離子體氣泡中進行了60秒的短暫飛行,等離子體氣泡隱含的尺寸卻是驚人的:體積127000英裡(204,1000公裡),寬25萬英裡(40萬公裡)的圓柱氣泡足以從地球延伸到月亮。
等離子體的攻擊
天王星的等離子體的另一個獨特特徵,就是旅行者2號所觀測到的乾淨的閉合環,這與木星或土星周圍典型的等離子體扭曲磁場形成鮮明對比。
迪布拉喬在新聞稿中說:「想像一下,如果一個宇宙飛船剛剛飛過這個房間,並試圖描述整個地球。顯然,它不會告訴你撒哈拉或南極洲是什麼樣子的。」
雖然這確實只是一個振奮人心的統計樣本之一,這樣的事件,如果典型的話,可能會佔天王星大氣質量損失的15%到55%……這比例超過了太陽系中其他任何一個星球。
相關知識
天王星是從太陽系由內向外的第七顆行星,其體積在太陽系排名第三(比海王星大),質量排名第四(比海王星輕)。其英文名稱Uranus來自古希臘神話的天空之神烏拉諾斯(Οραν),是克洛諾斯的父親,宙斯的祖父。與在古代就為人們所知的五顆行星(水星、金星、火星、木星、土星)相比,天王星的亮度也是肉眼可見的,但由於較為黯淡以及緩慢的繞行速度而未被古代的觀測者認定為一顆行星。[12]直到1781年3月13日,威廉·赫歇耳爵士宣布發現天王星,從而在太陽系的現代史上首度擴展已知的界限。這也是第一顆使用望遠鏡發現的行星。
作者: David Dickinson
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