Zagadka Urana rozwiązana. Wszystko przez zbieg okoliczności

W 1986 r. Voyager 2, jako pierwsza i jak dotąd jedyna sonda kosmiczna, zbliżył się do Urana, wykonał pierwsze zdjęcia i pomiary magnetosfery. Naukowców zdziwił wtedy obraz wyjątkowo silnych pasów radiacyjnych elektronów przy jednoczesnym niedoborze plazmy. Ten dysonans utrzymywał się przez dekady i stał się jedną z klasycznych zagadek dotyczących badań planet znajdujących się w zewnętrznej części Układu Słonecznego.

Autorzy najnowszego opracowania zaproponowali teraz zaskakująco proste wyjaśnienie tej zagadki. Według nich bowiem sonda Voyager 2 minęła Urana w czasie, w którym planeta ta reagowała na ogromną strukturę w wietrze słonecznym. Badacze wskazują, że taka struktura dosłownie wymiotła plazmę z wewnętrznej magnetosfery planety, a chwilę później przyjrzały się jej instrumenty zainstalowane na pokładzie sondy Voyager 2. Do takich wniosków badacze doszli porównując archiwalne dane z sondy z obserwacjami ziemskiej magnetosfery z ostatnich lat.

Kluczową rolę przypisano charakterystycznym falom CIR w stałym strumieniu wiatru słonecznego. Według NASA jest to „klasa piskliwych fal plazmowych trybu gwizdowego o zmiennej częstotliwości, rutynowo obserwowanych w pobliżu Ziemi”. Dawniej sądzono, że rozpraszają one elektrony w kierunku atmosfery planety. Późniejsze badania pokazały jednak, że w określonych warunkach potrafią je silnie przyspieszać.

Badacze wskazują podobieństwa między przelotem z 1986 r. a zdarzeniem z 2019 r. w pobliżu Ziemi, kiedy odnotowano bardzo silne przyspieszenie elektronów do energii 7,7 MeV. Oba epizody przypadły na minimum słoneczne, gdy CIR częściej przecinają magnetosfery planet, i w obu towarzyszyły im mocne emisje fal oraz wysokie strumienie relatywistycznych elektronów.

W efekcie intensywny pas elektronowy Urana obserwowany przez Voyagera 2 mógł być chwilowym stanem wymuszonym przez pogodę kosmiczną, a nie trwałą cechą układu tej planety. To tłumaczy, dlaczego natężenie elektronów zbliżało się do ograniczenia Kennela-Petscheka, podczas gdy pas jonowy pozostawał stosunkowo słaby. Wnioski spójnie łączą rozbieżne sygnały z historycznego przelotu.

Badacze podkreślają, że potrzebne są powtórne, wielokrotne pomiary przy Uranie. Do tego jednak potrzeba kolejnej sondy, która zbliży się do Urana, a jak na razie takiej żadna agencja kosmiczna nie planuje.