天王星磁層或每日經歷一次太陽風的洗禮

2020-11-17 cnBeta

一項模擬天王星及其磁層的新研究表明，當這顆行星處於特定的角度時，很可能經歷一次太陽風的洗禮。科學家指出，這樣的發現，與旅行者號在 20 年前的觀察相吻合，但需要進一步的研究來確定結果。據悉，受多種因素的影響，天王星與太陽系內的其它行星都不太一樣，尤其是以近乎 90°「躺倒」的姿勢在軌道上自轉。

資料圖（來自：NASA / ESA）

很早的時候，科學家們就已經對天王星的自轉角度給出了解釋，稱這種奇怪的現象是受到了行星形成早期的某些因素影響。

研究配圖 - 1：1986 年 1 月 24 日，旅行者 2 號記錄的行星際磁場變化。

但是對於這種姿勢會對行星造成怎樣的日常影響，此前一直缺乏相關的探究，直到我們見到了近期發表於《地球物理研究雜誌》上的這篇新文章。

研究配圖 - 2：XZ 等分點平面，紅色代表磁場線。

科學家解釋稱，基於行星及其磁層模型的新研究，可知太陽風會闖入並流過天王星的磁層，而不像其它行星那樣繞著磁層流動。

研究配圖 - 3

據悉，天王星自轉軌道相較於太陽軌道傾斜了 98°，因而其磁層也圍繞著行星的氣泡而屏蔽，但旋轉軸又偏離了近 60° 。

研究配圖 - 4

這種奇怪的組合，可能導致太陽粒子在行星磁場內部滑動，然而又不太恆定。為了了解太陽風與磁層之間的耦合機制，研究人員特地創建了一套數值模擬模型，以預測潛在有利於重新連接的位置。

研究配圖 - 5

結果表明，在春分和冬至季節，天王星都存在一個「開關狀」的磁層。在行星自轉的驅動下，其每日都在開放 / 封閉之間進行變化，約每 17.24 小時發生一次。

研究配圖 - 6：外環白色代表行星在 YZ 平面上的投影。

這種獨特的組合，可能還會產生其它效果，比如粒子流產生的極光。不過由於天王星距離地球太原，我們很難通過肉眼觀察到這一奇妙的天象。

有關這項研究的詳情，還請翻閱近日出版的《地球物理研究雜誌：空間物理學》（第 122 卷 / 第 6 期），原標題為《天王星磁層的晝夜與季節變化》。

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