Auf Uranus explodierte eine 22.000-mal so große Gasblase wie die Erde

Dies geschah 1986, könnte aber wieder passieren.

Das berühmte Porträt von Uranus vom Raumschiff Voyager -2.

Auf einer ständig wachsenden Karte von Forschern des Sonnensystems befindet sich ein riesiger weißer Fleck. In den letzten zwei Jahrzehnten hat eine echte Flotte von Sonden Erdbeben auf dem Mars gemessen , die Vertiefungen in den Ringen des Saturn untersucht , die Jet-Ströme auf dem Jupiter beobachtet und den Herzschlag von Pluto gehört . Unter dem Gesichtspunkt sorgfältiger und persönlicher Studien ging das Bild von Uranus jedoch nicht wesentlich über den gesichtslosen blauen Wasserball hinaus, der 1986 vom alten Raumschiff Voyager-2 eingefangen wurde.

Letztes Jahr bemerkten zwei Planetenwissenschaftler beim Durchsuchen der NASA-Archive etwas, das frühere Analysen übersehen hatten - einen Blitz im Magnetfeld von Uranus, als ein Raumschiff durch eine Art Magnetblase flog. Ein neues Ergebnis , das letzten Sommer in den Geophysical Research Letters veröffentlicht wurde, erschien, als Planetarium-Wissenschaftler begannen, ihre Aufmerksamkeit auf einige der tiefsten Geheimnisse des Feldes zu lenken.

"Cassinis Mission [zum Saturn] ist vorbei und die Leute beginnen zu sagen:" OK, was können wir noch tun? ", Sagt Heidi Hammel , Planetenastronomin und Vizepräsidentin für Wissenschaft bei der Association of Universities for Astronomy Research.

Gina DiBraccio und Daniel GershmanDas Goddard Space Flight Center der NASA sind zwei solcher Forscher. Ermutigt durch das wachsende Interesse der Gemeinschaft an den entferntesten Planeten, verbrachten sie vor dreißig Jahren Stunden damit, Daten manuell neu zu verarbeiten. Laut DiBraccio berechneten die Voyager-Wissenschaftler die Stärke des Magnetfelds als Ganzes, sodass kurze Änderungen der Magnetometerwerte lediglich als störend empfunden wurden. Als DiBraccio und Gershman diese ungleichmäßigen Sprünge und Abfahrten verstärkten, bemerkten sie ein spezielles 60-Sekunden-Segment der 45-Stunden-Zeitspanne von Voyager-2, in dem das Feld auf sofort erkennbare Weise stieg und fiel. "Was denkst du, es könnte ... ein Plasmoid sein?" Gershman fragte DiBraccio laut einer Pressemitteilung der NASA .

Plasmoide sind geladene atmosphärische Kugeln, die in den Weltraum freigesetzt werden, wenn sich der Sonnenwind um einen Planeten dreht. Der Verlust solcher Klumpen kann die Welt über einen langen Zeitraum radikal verändern, und ihre Untersuchung kann eine Vorstellung davon geben, wie die Planeten leben und sterben. Die Forscher bemerkten ihre Abspaltung von verschiedenen Planeten, aber Voyager-2, das durch eine magnetische Lücke schwebte, provozierte das erste Plasmoid für Uranus. „Wir haben erwartet, dass Uranus höchstwahrscheinlich Plasmoide haben wird. Wir wussten jedoch nicht genau, wie sie aussehen würden “, sagt DiBraccio.

Jetzt, wo sie ein Plasmoid gefangen haben, sagt sie, dass es dem, was sie bei Saturn oder Jupiter gesehen haben, sehr ähnlich sieht, aber es nimmt eine relativ große Masse ein. (Dieses Plasmoid bildete einen Zylinder, der etwa 22.000 Mal größer als die Erde war). Eine große Anzahl solcher Entdeckungen könnte im Archiv verbleiben und auf neue Analysen warten. "Die meisten Voyager-2-Daten sind auf dem Planetary Data System der NASA verfügbar", sagt DiBraccio, "und es gibt wahrscheinlich noch viel mehr zu lernen."

Insbesondere muss Uranus weiter untersucht werden. 2014 überarbeitete Erich Karkoszka, Astronom an der Universität von Arizona, Voyager-2-Bilder mit modernen Verarbeitungsmethoden. Karkoshkas Arbeit kombinierte 1600 Bilder und verbesserte den Kontrast. Sie zeigte, dass die Welt des Planeten mit Wolken in Form von Bonbonstreifen bemalt warund versteckt sich die ganze Zeit in einem weichen blauen Ball.

Neben seiner unschätzbaren Komplexität ist es auch ein seltsamer Planet. Wo andere sich drehen, rollt Uranus und lehnt sich auf die Seite, deren Pole hauptsächlich zur oder von der Sonne gerichtet sind. Sein Magnetfeld ist ebenfalls blockiert, von der Mitte des Planeten versetzt und in einem Winkel von 60 Grad zur Seite geneigt. Planetenastronomen sind blind für dieses Magnetfeld von der Erde, obwohl das Hubble-Weltraumteleskop manchmal durch die Auroren des Uranus blicken kann, die weit von den Polen entfernt leuchten können .

Das Voyager-Team vermutete zunächst, dass das magnetische Wackeln auf Uranus zurückzuführen war, der auf dem Bauch lag. Als drei Jahre später ein Raumschiff an Neptun vorbeiflog (das gerade steht), sah er die gleiche offensichtliche Fehlpaarung zwischen dem Planeten und seinem Feld. Forscher schlagen nun vor, dass etwas im Innenleben der Welt ihre Magnetfelder hervorheben sollte. "Junge, wir möchten diese Theorie verfeinern", sagt Hammel.

Die nächste Generation von Planetenwissenschaftlern kann genau das tun, da das Interesse daran, eine spezielle Mission an Uranus oder Neptun zu senden, wächst. Grobe Skizzen möglicher Studien wurden 2018 und Anfang letzter Woche veröffentlicht.. DiBraccio sagt, dass derzeit weitere derartige Vorschläge in Vorbereitung sind. Ein allgemeiner Traum ist es, einen Orbiter im Cassini-Stil zu senden, der um einen der Planeten fliegt, sein Magnetfeld erforscht und seinen Wärmefluss untersucht. Das Raumschiff wird auch mindestens eine kleinere Sonde tragen, um in die Atmosphäre zu starten. Dort konnte er die unsichtbaren Gase messen, die bei der Entstehung des Planeten übrig geblieben waren.

Und wenn der umlaufende Satellit auf Neptun gerichtet ist, kann er Daten mit dem mysteriösen Mond Triton planen (nicht zu verwechseln mit dem Titan des Saturn). Wahrscheinlich der ehemalige Zwergplanet Neptun, der aus einem fast unzugänglichen Königreich herausgerissen wurde, das von Pluto und anderen gefrorenen Körpern regiert wird, kann Triton den unterirdischen Ozean verstecken.

Das Verständnis der äußeren Grenzen unseres Sonnensystems schien noch nie so relevant zu sein.Die NASA ist bestrebt, ihre Planetenerkundung Jahrzehnt für Jahrzehnt zu planen, und sie wählt derzeit Ziele für die späten 2020er und frühen 2030er Jahre. Darüber hinaus hat sich die Wissenschaft der Exoplaneten zwischen der letzten sogenannten „Zehnjahresstudie“ und der aktuellen Studie erheblich weiterentwickelt, und Neptun und Uranus sind mehr als nur lokale Kuriositäten.

Forscher wissen jetzt, dass Sub-Neptun-ähnliche Welten der häufigste Planetentyp in der Galaxie sind.. Und viele dieser Welten sind wahrscheinlich die Planeten der „Eisriesen“, ähnlich wie unser großes blaues Duo. Im Gegensatz zu Gasriesen, die hauptsächlich aus Wasserstoff und Helium bestehen, bestehen diese Planeten hauptsächlich aus schwereren Molekülen wie Wasser und Ammoniak. Wenn Forscher verstehen wollen, was diese Welten in fremden Systemen so verbreitet macht und warum unser Sonnensystem so seltsam ist, müssen sie alles in ihrer Macht Stehende über Uranus und Neptun herausfinden.

Aber unser Hinterhof ist riesig und der Zugang zum Zaun erfordert Zeit und sorgfältige Planung. Die Sonne scheint zu schwach für Sonnenkollektoren, daher ist Atomenergie die einzige Option für eine langfristige Mission. Und Milliarden von Kilometern sind nur noch weit entfernt.
„Selbst mit unseren besten Raketen und Gravitationsbeschleunigern haben wir noch ein Jahrzehnt“, sagt Hammel. Zwischen Technologieentwicklung und Missionsentwicklung hofft sie auf den Start der Sonde, auch wenn sie nicht mit den Daten arbeiten kann, die sie jemals zur Erde zurücksenden wird. "Die meisten von uns neigen dazu, langfristig zu denken", sagt sie.

Der Nachweis von Uranus-Plasmoiden ging in den Voyager-2-Daten dreißig Jahre lang verloren, bevor DiBraccio und Gershman auf sie stießen. Das nächste Treffen mit dem Eisriesen kann frühestens zwanzig Jahre später stattfinden, und Forscher, die eines Tages möglicherweise zusätzliche Informationen aus ihren vorherigen Daten ziehen, werden wahrscheinlich noch nicht einmal geboren. Die Idee, welche Arten von Entdeckungen vor uns liegen könnten, gibt Astronomen wie Hammel eine einzigartige langfristige Perspektive. "Ich träume davon, Uranus und Neptun zu erkunden, und träume von fantastischen Weltraumteleskopen", sagt Hammel, "also machen wir schwierige Zeiten durch." Wir träumen von der Zukunft. “