- PVSM.RU - https://www.pvsm.ru -

На Уране взорвался газовый пузырь размером в 22000 раз больше Земли

Это случилось еще в 1986 году, но могло произойти снова.

На Уране взорвался газовый пузырь размером в 22000 раз больше Земли - 1

Знаменитый портрет Урана, сделанный космическим аппаратом Voyager -2.

На постоянно растущей карте исследователей Солнечной системы есть гигантское белое пятно. За последние два десятилетия настоящий флот зондов измерял землетрясения на Марсе [1], изучал углубления в кольцах Сатурна [2], наблюдал струйные потоки на Юпитере [3]и слышал сердцебиение Плутона [4]. Но с точки зрения тщательного и личного изучения, имидж Урана существенно не вышел за пределы безликого синего пляжного мяча, запечатленного старинными космическим аппаратом Voyager [5] -2 в 1986 году.

Но в прошлом году, просматривая архивы NASA, двое ученых-планетологов заметили нечто, что более ранние анализы упустили из виду — вспышка в магнитном поле Урана, когда космический корабль летел через своего рода магнитный пузырь. Новый результат [6], опубликованный прошлым летом в научном журнале Geophysical Research Letters, появился, когда ученые-планетарии начали смещать свое внимание к некоторым из самых глубоких загадок поля.

«Миссия Кассини [к Сатурну] закончена, и люди начинают говорить: «Окей, что еще мы можем сделать?», — говорит Хайди Хаммель [7], планетарный астроном и вице-президент по науке в Ассоциации университетов по исследованию в области астрономии.

Джина ДиБраччо [8] и Даниэль Гершман [9] из NASA Goddard Space Flight Center — два таких исследователя. Воодушевленные растущим интересом сообщества к самым удаленным планетам, они часами вручную заново обрабатывали данные тридцатилетней давности. По словам ДиБраччо, ученые Voyager рассчитали силу магнитного поля в целом, поэтому короткие изменения в показаниях магнитометра просто считались неприятностью. Но, увеличивая эти неравномерные скачки и спады, ДиБраччо и Гершман заметили специальный 60-секундный отрезок 45-часового пролета Voyager-2, где поле поднялось и упало мгновенно узнаваемым образом. «Как вы думаете, это может быть… плазмоид?» Гершман спросил ДиБраччо, согласно пресс-релизу NASA [10].

Плазмоиды — это заряженные шары атмосферы, выбрасываемые в космос, когда солнечный ветер вращается вокруг планеты. Потеря таких сгустков может радикально изменить мир в течение длительного периода времени, а их изучение может дать представление о том, как планеты живут и умирают. Исследователи заметили их отщепление с разных планет, но проплывающий через магнитную брешь Voyager-2 спровоцировал первый плазмоид для Урана. «Мы ожидали, что Уран, скорее всего, будет иметь плазмоиды; однако мы точно не знали, как они будут выглядеть», — говорит ДиБраччо.

Теперь, когда они уловили один плазмоид, она говорит, что это выглядит очень похоже на то, что они видели у Сатурна или Юпитера, но занимает относительно большую массу. (Этот плазмоид образовал цилиндр примерно в 22.000 раз больше Земли). Большое количество таких открытий могло остаться в архивах, ожидая новых анализов. «Большая часть данных Voyager-2 доступна на NASA’s Planetary Data System, — говорит ДиБраччо, — и, вероятно, многое еще предстоит изучить».

В частности, Уран продолжает требовать дальнейшего изучения. В 2014 году Эрих Каркошка, астроном из Университета Аризоны, пересмотрел изображения Voyager-2 с современными методами обработки. Сочетая 1600 изображений и усиливая контраст, работа Каркошки показала, что мир планеты, раскрашенный облаками в виде конфетных полосок [11], все время скрывался в мягком голубом шаре.

Помимо своей неоцененной сложности, это еще и странная планета. Там, где вращаются другие, Уран катится, наклонившись на бок, полюса которого направлены в основном к солнцу или от него. Его магнитное поле [12] также помешано, смещено от центра планеты и наклонено под углом 60 градусов в сторону. Планетарные астрономы слепы к этому магнитному полю с Земли, хотя телескоп Hubble Space Telescope иногда может мельком заглянуть через полярные сияния Урана, которые могут светить далеко от полюсов [13].

Команда Voyager изначально предполагала, что магнитное колебание было связано с тем, что Уран лежит на животе, но когда три года спустя космический корабль пролетел мимо Нептуна (который стоит прямо), он увидел такое же явное несоответствие между планетой и ее полем. Теперь исследователи предполагают, что что-то во внутренней работе мира должно выделять их магнитные поля. «Мальчик, мы бы хотели усовершенстововать эту теорию», — говорит Хаммель.

Следующее поколение ученых-планетологов может сделать именно это, поскольку интерес к отправке специальной миссии на Уран или Нептун растет. Грубые наброски возможных исследований были опубликованы в 2018 [14] году и в начале прошлой недели [15]. ДиБраччо говорит, что больше таких предложений сейчас в процессе создания. Общая мечта — послать орбитальный аппарат в стиле Кассини, который будет летать вокруг одной из планет, исследуя ее магнитное поле и изучая ее тепловой поток. Космический корабль также будет нести хотя бы один меньший зонд для запуска в атмосферу. Там он мог бы измерять невидимые газы, оставшиеся от формирования планеты.

И если орбитальный спутник нацелен на Нептун, он может запланировать свидания с загадочным лунным Тритоном (не путать с Титаном Сатурна). Вероятно, бывшая карликовая планета Нептун, вырванная из практически недоступного царства, которым правят Плутон и другие замерзшие тела, Тритон может скрывать подземный океан.

Понимание внешних границ нашей солнечной системы еще никогда не казалось столь актуальным. NASA [16] стремится планировать свои планетарные исследования десятилетие за десятилетием, и в настоящее время они выбирают цели на конец 2020-х и начало 2030-х годов. Кроме того, между последним так называемым «десятилетним исследованием» и нынешним, наука экзопланет значительно ушла вперед, и Нептун и Уран стали больше, чем просто локальными странностями.

Исследователи теперь знают, что подобные миры «Суб-Нептун» являются наиболее распространенным типом планет в галактике [17]. И многие из этих миров, вероятно, являются планетами «ледяных гигантов», сродни нашему большому голубому дуэту. В отличие от газовых гигантов, которые в основном состоят из водорода и гелия, эти планеты в основном состоят из более тяжелых молекул, таких как вода и аммиак. Если исследователи хотят понять, что делает эти миры настолько распространенными в инопланетных системах и почему наша солнечная система такая странная, им придется выяснить все, что только в их силах об Уране и Нептуне.

Но наш космический задний двор огромен, и выход к забору потребует времени и тщательного планирования. Солнце светит слишком слабо для солнечных батарей, поэтому атомная энергия — единственный вариант для многолетней миссии. И миллиарды миль – это просто очень далеко.
«Даже с нашими лучшими ракетами и гравитационными ускорителями у нас еще есть десятилетие, — говорит Хаммель. Между разработкой технологии и разработкой миссии, она надеется увидеть запуск зонда, даже если она не сможет работать с данными, которые когда-нибудь отправят обратно на Землю. «Большинство из нас склонны мыслить в долгосрочном масштабе времени», — говорит она.

Доказательство плазмоидов Урана были затеряны в данных Voyager-2 в течение тридцати лет, прежде чем ДиБраччо и Гершман натолкнулись на них. Следующая встреча с ледяным гигантом может состояться не раньше, чем через двадцать лет, и любые исследователи, которые могут когда-нибудь почерпнуть дополнительную информацию из своих прежних данных, вероятно, еще даже не родились. Представление о том, какие виды открытий могут быть впереди, дает астрономам, таким как Хаммель, уникальную долгосрочную перспективу. «Я мечтаю исследовать Уран и Нептун и мечтаю о фантастических космических телескопах, — говорит Хаммель, — так мы переживаем трудные времена. Мы мечтаем о будущем».

Автор: ArtLop

Источник [18]


Сайт-источник PVSM.RU: https://www.pvsm.ru

Путь до страницы источника: https://www.pvsm.ru/nauchno-populyarnoe/351752

Ссылки в тексте:

[1] землетрясения на Марсе: https://www.popsci.com/story/space/mars-is-seismically-active-insight-marsquakes/

[2] углубления в кольцах Сатурна: https://www.nasa.gov/feature/jpl/nasas-cassini-reveals-new-sculpting-in-saturn-rings

[3] струйные потоки на Юпитере : https://www.nasa.gov/feature/jpl/nasa-juno-findings-jupiter-s-jet-streams-are-unearthly

[4] сердцебиение Плутона: https://www.smithsonianmag.com/smart-news/pluto-has-nitrogen-heartbeat-180974157/

[5] Voyager: http://reddit-marketing.pro

[6] Новый результат: https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1029/2019GL083909

[7] Хайди Хаммель: https://jwst.nasa.gov/content/meetTheTeam/people/hammel.html

[8] Джина ДиБраччо: https://science.gsfc.nasa.gov/sed/bio/gina.a.dibraccio

[9] Даниэль Гершман: https://science.gsfc.nasa.gov/sed/bio/daniel.j.gershman

[10] пресс-релизу NASA: https://www.nasa.gov/feature/goddard/2020/revisiting-decades-old-voyager-2-data-scientists-find-one-more-secret

[11] раскрашенный облаками в виде конфетных полосок: https://uanews.arizona.edu/story/clues-revealed-about-hidden-interior-of-uranus

[12] магнитное поле: https://svs.gsfc.nasa.gov/4144

[13] далеко от полюсов: https://physicsworld.com/a/nightmare-geometry-of-uranus-creates-tumbling-magnetosphere/

[14] 2018: https://arxiv.org/abs/1807.08769

[15] прошлой недели: https://arxiv.org/abs/2003.11182

[16] NASA: http://upvotes.space

[17] распространенным типом планет в галактике: https://aasnova.org/2020/02/04/why-are-there-so-many-sub-neptune-exoplanets/

[18] Источник: https://habr.com/ru/post/495460/?utm_source=habrahabr&utm_medium=rss&utm_campaign=495460