1986 年，美国宇航局航海者 2 号在飞越这颗冰巨星时拍摄到了这张天王星的图像。利用该任务数据进行的新研究显示，在飞越过程中发生了太阳风事件，导致有关该行星磁层的谜团现在可能得到解答。
NASA/JPL-加州理工学院
几十年前，美国国家航空航天局 (NASA) 航海者 2 号飞越天王星，塑造了科学家对这颗行星的认识，但也带来了无法解释的奇怪现象。最近的一项数据调查提供了答案。
1986 年，当 NASA 的航海家 2 号宇宙飞船飞越天王星时，科学家们第一次（也是迄今为止唯一一次）近距离观察了这颗奇怪的、横向旋转的外行星。除了新卫星和新环的发现之外，科学家们还面临着令人困惑的新谜团。天王星周围的高能粒子违背了他们对磁场如何捕获粒子辐射的理解，而天王星在太阳系中赢得了异常值的声誉。
现在，新的研究分析了 38 年前那次飞越期间收集的数据，发现这个特殊谜团的根源是一个宇宙巧合：事实证明，在航海者 2号飞越之前的几天里，这颗行星曾受到过一次一种不寻常的太空天气，挤压了行星的磁场，极大地压缩了天王星的磁层。
“如果航海者 2 号早几天到达，它就会在天王星观测到完全不同的磁层，”美国宇航局南加州喷气推进实验室的杰米·贾辛斯基 (Jamie Jasinski) 说道，他是《自然天文学》上发表的新作品的主要作者。 “飞船看到天王星的情况只有大约 4% 的时间发生。”
这位艺术家概念图的第一幅图描绘了美国宇航局航行者 2 号飞越之前天王星磁层（它的保护气泡）的表现。第二幅图显示了 1986 年飞越期间发生的一种不寻常的太阳天气，使科学家对天王星的情况有了一个歪曲的看法。磁层。
NASA/JPL-加州理工学院
磁层作为行星（包括地球）周围的保护性气泡，具有磁芯和磁场，保护它们免受太阳风中从太阳流出的电离气体或等离子体射流的影响。更多地了解磁层的工作原理对于了解我们自己的星球以及太阳系及其他地区人迹罕至的星球非常重要。
这就是为什么科学家们渴望研究天王星的磁层，而他们在 1986 年航行者 2 号数据中看到的数据却让他们感到困惑。行星磁层内部存在着电子辐射带，其强度仅次于木星臭名昭著的残酷辐射带。但显然没有能量粒子源来供给这些活跃的带；事实上，天王星磁层的其余部分几乎没有等离子体。
失踪的等离子体也让科学家们感到困惑，因为他们知道磁泡中的五颗主要天王星卫星应该会产生水离子，就像其他外行星周围的冰卫星一样。他们得出的结论是，卫星一定是惰性的，没有持续的活动。
解开谜团
那么为什么没有观察到等离子体，以及发生了什么来加强辐射带呢？新的数据分析指向太阳风。当来自太阳的等离子体撞击并压缩磁层时，它很可能将等离子体驱逐出系统。太阳风事件也会短暂地增强磁层的动力学，磁层会通过向磁带注入电子来为磁带提供能量。
这些发现对于天王星的五颗主要卫星来说可能是个好消息：毕竟其中一些卫星可能具有地质活跃性。通过对暂时消失的等离子体的解释，研究人员表示，卫星实际上可能一直在向周围的气泡喷出离子，这是合理的。
行星科学家正致力于增强他们对神秘天王星系统的了解，美国国家科学院的 2023 年行星科学和天体生物学十年调查将其列为 NASA 未来任务的优先目标。
喷气推进实验室的 Linda Spilker 是航行者 2 号任务的科学家之一，他们密切关注1986 年飞越天王星期间传入的图像和其他数据。她记得这次事件的期待和兴奋，这改变了科学家对天王星系统的看法。
“这次飞越充满了惊喜，我们正在寻找对其异常行为的解释。航行者 2 号测量的磁层只是时间的一个快照，”斯皮尔克说。他已经重返标志性任务，以项目科学家的身份领导其科学团队。 “这项新工作解释了一些明显的矛盾，它将再次改变我们对天王星的看法。”
航海者 2 号目前位于星际空间，距离地球近 130 亿英里（210 亿公里）。
