在旅行者2號的觀測中發現了天王星洩露大氣的證據

2021-01-12 陀螺的心

美國國家航空航天局戈達德太空飛行中心的兩位科學家回顧了1986年旅行者2號宇宙飛船收集的舊數據,得出了一個驚人的發現:天王星的大氣層正在逐漸逃逸到太空中。

1986年1月24日,當旅行者2號飛到冰巨星天王星82,000公裡以內時,地球上的反應是失望。隨著木星和土星令人興奮的飛掠,它們的大氣、光環系統和衛星充滿了個性和驚喜,相比之下天王星顯得平淡無奇。

多年以來,天文學家一直認為這個結論是錯誤的。這個巨大的冰——它的大氣主要由氫和氦組成,但含有大量的「冰」,包括氨、甲烷和水——比我們想像的要活躍得多。它的大氣層顯示出條帶和風暴,尤其是在紅外線下觀察時,它的旋轉在太陽系中是獨一無二的:它在它的一邊旋轉,它的兩極傾斜了幾乎98度(相對於黃道平面)。這導致了一些有趣的大氣擾動隨著季節的變化。此外,由於天王星的磁場與它的自轉軸有60度的傾斜,這意味著當它每17小時14分鐘自轉一次時,它的磁場會出現擺動,這使得科學家們很難破譯。

因此,當旅行者2號多年前經過天王星附近時,它的任務之一就是仔細測量天王星的磁場。現在,戈達德的Gina DiBraccio和Dan Gershman以比以往更高的保真度重新分析了磁強計觀測數據,記錄了1.92秒的新數據點。他們在數據中發現了一個前所未聞的峰值,持續時間僅為60秒:這是一種被稱為「等離子體」現象的證據。

旅行者2號在天王星記錄到一個等離子體也許我們不應該感到驚訝,因為他們已經被探測到來自太陽系中其他有大氣和磁場的行星,但是在1986年,等離子體並沒有得到很好的研究。等離子體是一個由等離子體或離子化的原子和分子組成的氣泡,它被磁場包裹著,而磁場是地球磁尾的一部分,地球磁尾是地球磁泡的一部分,被太陽風吹到地球磁尾。

DiBraccio和Gershman認為,旅行者2號觀測到的等離子體主要是由氫離子構成的,當它離開這顆行星時,它在太空中擴展了20.4萬到40萬公裡,旅行者2號在其中穿行。更重要的是,磁強計的數據表明,等離子體中的磁場呈閉合環狀。這些是典型的充滿物質的類等離子體,這些物質是由行星自身的旋轉所拋出的。

格什曼說:「離心力起了主導作用,而原生質開始收縮。」他和迪布拉齊奧計算出,超過一半的天王星大氣損失(太陽風也會從大氣中帶走一些物質)可能是由該行星分離出的等離子體造成的。然而,他們承認,在目前階段,這些結論仍然不確定。

「想像一下,如果一艘宇宙飛船飛過這個房間,試圖描繪整個地球的特徵,」迪布拉齊奧說。「顯然,它不會向你展示任何有關撒哈拉或南極洲的情況。」

解決辦法是我們得回去。狄勃拉克西奧和格什曼正在研究舊數據,以幫助弄清楚一個新的天王星任務需要問哪些問題。現在我們知道了其中一個問題是什麼,但是關於天王星的內部,它的大氣,是什麼產生了它的磁場,是什麼使這顆行星傾斜,還有很多其他的問題仍然存在。

相關焦點

  • 意外發現!科學家重溫旅行者2號數據,揭開了天王星奇異斑點之謎
    在旅行者2號的歷史數據中發現了來自天王星的舊氣體團一個動畫顯示了天王星奇怪的磁場。黃色箭頭指向太陽和深藍色箭頭代表行星的軸。美國宇航局標誌性的旅行者2號宇宙飛船30多年前在天王星收集到的數據中,隱藏著一個巨大的氣泡的特徵,這個氣泡可能偷走了地球上一團含氣的大氣層。
  • 太空中的旅行者2號,去了哪裡?做了什麼?
    探測器包含11個額外的設備供其探究星際物體以及對探測器傳輸的數據進行天文觀測。航行者」二號整個計劃最初是開拓一個行星排列,完成至太陽系中的外行星:木星、海王星、土星和天王星的旅程。該太空飛行器的設計是在旅途中利用重力輔助技術就可以只使用少量推進劑,並且縮短行星間的渡越時間。
  • 旅行者2號:我飛出太陽系了嗎?
    研究人員仍可以與其通信,但以光速傳播的通信信號,從旅行者2號到達地球大約需要16.5小時。而相比之下,從太陽出發的光只需要大約8分鐘就能到達地球。  對比太空飛行器上儀器的數據,NASA科學家確定旅行者2號於11月5日飛越了日光層的外緣。最重要的證據,來自其等離子體科學儀器(PLS),旅行者1號上同樣的儀器在1980年就停止了工作。
  • 揭開天王星的神秘面紗,天王星圖像展示 - 天王星畫廊
    凱克望遠鏡視角裡的天王星 用凱克望遠鏡自適應光學鏡頭獲得的天王星兩個半球的紅外合成圖像。 旅行者2號拍攝的彩色圖像顯示天王星呈現出新月形 這張照片顯示了一個新月形的天王星,這是人們在1986年1月24日旅行者2號飛過天王星附近之後才看到的景象。
  • 旅行者2號的使命是什麼?它如今飛到哪兒了?
    而旅行者2號被認為是唯一一艘到訪過海王星和天王星這兩個巨行星的空間探測器。它還發現在名為木衛一的衛星上有一些火山活動。而且,旅行者號在發現大紅斑實際上是逆時針方向移動的風暴方面起了重要作用。對帶狀雲的分析還揭示了許多其他的風暴。之前旅行者1號拍攝到的木衛二低解析度照片已經引發了人們對其地形結構的懷疑,然而,即使旅行者2號拍攝到了該衛星的高解析度照片,卻仍未能消除這個懷疑。
  • 旅行者2號的使命是什麼?它如今飛到哪兒了?
    與旅行者1號、先驅者10號和11號一樣,它是在宇宙中飛行最遠的人造物之一。這艘空間探測器的任務清單很長,包括研究太陽系的外端、太陽圈、庫伯帶以及星際空間。而旅行者2號被認為是唯一一艘到訪過海王星和天王星這兩個巨行星的空間探測器。
  • 30年後 飛出太陽系的旅行者2號又有新發現
    1986年1月24日,旅行者2號飛越太陽系的第七顆行星天王星,並向地球傳回了數千張圖像,以及大量關於這顆行星大氣和磁場環境的科學數據和測量數據。圖1:1986年,旅行者2號探測器飛越天王星當時,旅行者2號收集到的數據為科學家們提供了一次前所未有的機會,讓他們得以直接觀察太陽系的冰態巨行星。
  • 歷時30年,旅行者2號傳回來的數據又有新發現!
    tech_163) 1986年1月24日,旅行者2號飛越太陽系的第七顆行星:天王星。旅行者2號向地球傳回了數千張圖像,以及大量關於這顆行星大氣和磁場環境的科學數據和測量數據。科學家發現了兩個新的環形系統和11顆新衛星,發現天王星表面的最低溫度可達零下178攝氏度。今年,科學家們對旅行者2號飛越天王星時收集到的數據進行重新分析。發現飛船實際上飛過了一個等離子體。這是一種行星磁場產生的巨大結構,可以剝離天王星的大氣層。
  • 新發現表明天王星大氣層被其磁場吸收
    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。
  • NASA稱:航海家2號發現天王星遭遇太陽風暴拉扯,55%大氣流失!
    美國航天總署(NASA)「航海家2號」(Voyager2)近日發送的觀測數據顯示,位於太陽系邊緣的天王星「正在漏氣中」,已經消耗55%的等離子氣泡(即「大氣」)。對此,科學家表示,雖然行星也存在「大氣層流失」的現象,但天王星的氣體洩漏量甚至比其他行星都還要來得多。
  • 歷史上的今天-1981年8月25日,旅行者2號最接近土星
    兩艘「旅行者號」的觀察顯示,土衛六的大氣主要由氮氣組成,還有少量的甲烷和其他複雜的碳氫化合物,如乙烷、丙烷和乙炔。太陽系中沒有其他的衛星有稠密的大氣。任務策劃者繪製了一條穿越土星系統的路徑,這條路徑提供了「旅行者2號」前往天王星所需的重力提升。但是,由於對土衛六的大氣層有著濃厚的興趣,所以就優先考慮了這顆巨大的衛星。
  • NASA稱:航海家2號發現天王星遭遇太陽風暴拉扯漏氣,55%大氣流失!
    美國航天總署(NASA)「航海家2號」(Voyager2)近日發送的觀測數據顯示,位於太陽系邊緣的天王星「正在漏氣中」,已經消耗55%的等離子氣泡(即「大氣」)。對此,科學家表示,雖然行星也存在「大氣層流失」的現象,但天王星的氣體洩漏量甚至比其他行星都還要來得多。
  • 慶祝旅行者1號和2號成功發射40周年!
    旅行者1號和2號是行星探索的模範。他們獲取的圖象和數據在好幾年中持續影響著科學教科書和科學課。他們甚至為未來的朱諾、卡西尼和伽利略號項目提供了靈感。旅行者項目教會了我們很多事情:1.兩個旅行者號都提供了一個更近距離觀察木星表面大氣的機會,包括了它表面的大紅斑。
  • 天王星成「怪咖」 「推手」竟是冰天體
    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。在南半球的表面,磁場的強度低於0.1高斯,而在北半球的強度卻可高達1.1高斯。上世紀80年代,「旅行者2號」還發現天王星的磁場擁有多個極,而且磁偏角很大,有50度左右。
  • 美國「旅行者2號」星際穿越看到了什麼?觀測數據印證此前一個驚人...
    「旅行者2號」從太陽系進入星際空間看到了什麼?本周出版的新一期英國《自然·天文學》雜誌刊發一組論文,詳解「旅行者2號」傳回的首批「星際穿越」數據,讓人們得以窺見太陽系與星際空間「接壤」之處的神秘圖景。觀測到對稱的日球層美國航天局噴氣推進實驗室在一份公報中介紹,「旅行者2號」搭載了5個科學探測設備。
  • 旅行者,太厲害啦!
    那麼,旅行者1號已經在「旅途」中遨遊了整整31年。韓寒導演的《後會無期》中,鍾漢良扮演的角色,聲聲道來:「你們的偶像是明星,我的偶像卻是一顆衛星。」電影《後會無期》他說的,是美國發射的探測器——旅行者1號。
  • 旅行者2號已經飛行了181億公裡,6年後它也將消失在宇宙中
    不過現在因為受到技術的限制,我們的探測器大多只能在附近的行星上進行探測,不過1977年美國發射的旅行者2號卻已經駛離了太陽系。1977年的時候,美國宇航局通過計算發現當時木星、土星、天王星以及海王星所處的排布滿足探測器的觀測需要,而這種排布要176年之後才會再次出現,所以他們也發射了旅行者2號,準備探測這些星球。
  • NASA與ESA共同公布哈勃拍攝的天王星極光照片
    本周一,美國宇航署NASA與歐空局ESA聯合公布了由哈勃望遠鏡拍攝的天王星(Uranus)最新發生的極光現象照片,該照片同旅行者2號觀測的數據合成
  • 已飛到181億公裡外,30年前訪問藍色星球,旅行者2號還在飛
    趣味探索訊 在漆黑如墨的外太空中,已突破太陽系的旅行者2號無疑是世界最偉大的人造物之一。根據美國宇航局的實時數據顯示,旅行者2號已經距離地球約181億公裡,成為了有史以來第2個離地球離最遙遠的人造物,因為第1個最遠的人造物是219億公裡外的旅行者1號。
  • 天王星掩星不實,光環終被發現,天衛一還曾存在冰火山
    曾在1977年3月10號,有一次天王星掩恆星的百年難逢的天象。掩星就是從地球上看去,行星在運動中把背景上的一個恆星遮食了。通過遮掩時刻的實測,能為我們提供有關行星軌道運動、直徑大小、大氣結構的知識。掩星也和日全食現象相似,在地球上只有一條狹長地區可見,預期這次掩星我國正好能夠見到。由於我們對於天王星的認識還不夠,在預期應見到掩星現象的澳大利亞、印度和我國,屆時並不見掩,而是擦邊而過。