Volviendo a los datos de Voyager 2, los científicos descubrieron otro secreto sobre Urano

Hola lector Mi nombre es Irina, estoy conduciendo un canal de telegramas sobre astrofísica y mecánica cuántica "Quant" . Hoy les he preparado una traducción de un artículo sobre el planeta Urano, o más bien, sobre su secreto, que fue descubierto recientemente.

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La Voyager 2 tomó esta foto el 14 de enero de 1986, cuando se acercaba al planeta Urano. El color azulado y nebuloso del planeta se debe a la presencia de metano en su atmósfera, que absorbe las ondas rojas de luz.

Después de ocho años y medio de su gran viaje a través del sistema solar, la nave espacial Voyager 2 de la NASA estaba lista para una nueva reunión. Esto sucedió el 24 de enero de 1986, y pronto se encontrará con el misterioso séptimo planeta, el helado Urano.
Durante las siguientes horas, la Voyager 2 voló a 50,600 millas (81,433 kilómetros) de los picos nublados de Urano, recopilando datos que revelaron dos nuevos anillos, 11 lunas nuevas y temperaturas inferiores a menos 353 grados Fahrenheit (menos 214 grados Celsius). El conjunto de datos sigue siendo la única dimensión cercana que hemos hecho en el planeta.

Tres décadas después, los científicos, habiendo reexaminado estos datos, descubrieron otro secreto.
Sin el conocimiento de toda la comunidad de física espacial, hace 34 años, la Voyager 2 voló a través de un plasmoide, una burbuja magnética gigante que podría haber llevado a Urano al espacio. Este descubrimiento plantea nuevas preguntas sobre el medio magnético único del planeta.

La atmósfera de los planetas en todo el sistema solar se filtra al espacio. El hidrógeno se eleva desde Venus para unirse al viento solar, una corriente continua de partículas que sale del Sol. Júpiter y Saturno arrojan bolas de su aire cargado eléctricamente. Incluso la atmósfera terrenal está goteando. (No se preocupe, ella se quedará aquí por otros mil millones de años más o menos).

Estos efectos son insignificantes en la escala del tiempo humano, pero con un tiempo suficientemente largo, una fuga atmosférica puede cambiar radicalmente el destino del planeta. Como ejemplo, considere Marte.

"Marte solía ser un planeta húmedo con una atmósfera densa", dijo Gina Dibraccio, física espacial en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA e investigadora en el proyecto de Atmosfera y Evolución Volátil de Marte, o la misión MAVEN. "Ha evolucionado con el tiempo" - 4 mil millones de años de fuga al espacio - "para convertirse en el planeta seco que vemos hoy".



El campo magnético de Urano. La flecha amarilla indica el Sol, el azul claro indica el eje magnético de Urano y el azul oscuro indica el eje de rotación de Urano.

El escape atmosférico está controlado por el campo magnético del planeta, que puede ayudar y dificultar este proceso. Los científicos creen que los campos magnéticos pueden proteger el planeta al reflejar las explosiones del viento solar que destruyen la atmósfera. Pero también pueden crear oportunidades de vuelo, como bolas gigantes que se separan de Saturno y Júpiter cuando las líneas del campo magnético se enredan. En cualquier caso, para comprender cómo está cambiando la atmósfera, los científicos prestan mucha atención al magnetismo.

Esta es otra razón por la que Urano es un misterio. El vuelo del Voyager 2 en 1986 mostró cuán magnéticamente extraño es este planeta.

"La estructura, la forma en que se mueve ..." dice Dibraccio, "Urano realmente existe por sí mismo".

A diferencia de cualquier otro planeta en nuestro sistema solar, Urano gira casi perfectamente de lado, haciendo una revolución completa en 17 horas. El eje de su campo magnético está a 60 grados del eje de rotación, por lo que cuando el planeta gira, su magnetosfera, el espacio cortado por su campo magnético, oscila como un balón de fútbol mal lanzado. Los científicos aún no saben cómo modelarlo.

Esta rareza atrajo a Dibraccio y su coautor Dan Gershman, un colega en física espacial, al proyecto. Ambos formaban parte de un equipo que desarrollaba planes para una nueva misión a los "gigantes de hielo" Urano y Neptuno, y buscaban acertijos que pudieran resolverse. El extraño campo magnético de Urano, medido por última vez hace más de 30 años, parecía un buen punto de partida.

Por lo tanto, cargaron las lecturas del magnetómetro Voyager 2, que rastreaba la fuerza y ​​la dirección de los campos magnéticos cerca de Urano mientras la nave espacial pasaba volando. Sin tener idea de lo que encontrarían, se acercaron más que los estudios anteriores, dibujando un nuevo punto de datos cada 1.92 segundos. Las líneas suaves dieron paso a puntas y salientes serrados. Y luego lo vieron: un pequeño zigzag con una gran historia.

"¿Qué crees que podría ser ... un plasmoide?" Gershman le preguntó a Dibraccio, notando este garabato.

Los plasmoides, poco conocidos durante el vuelo de la Voyager 2, han sido reconocidos como una forma importante de perder masa por los planetas. Estas burbujas gigantes de plasma, o gas electrificado, se desprenden del extremo de la cola magnética del planeta, la parte de su campo magnético que el Sol expulsa como un choque de viento. Con tiempo suficiente, los escurridizos plasmoides pueden fusionar iones de la atmósfera del planeta, cambiando fundamentalmente su composición. Se han observado en la Tierra y otros planetas, pero nadie ha descubierto plasmoides en Urano, todavía.

"Creo que realmente lo es", dijo Dibraccio.



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El plasmoide descubierto por Dibraccio y Gershman tomó solo 60 segundos del vuelo de 45 horas de Voyager 2 en Urano. Fue como una rápida explosión de los datos del magnetómetro. "Pero, si lo representa en una imagen tridimensional, se verá como un cilindro", dijo Gershman.

Comparando sus resultados con los plasmoides observados en Júpiter, Saturno y Mercurio, estimaron que la forma cilíndrica tenía al menos 127,000 millas (204,000 kilómetros) de longitud y hasta aproximadamente 250,000 millas (400,000 kilómetros) de diámetro. Como todos los plasmoides planetarios, estaba lleno de partículas cargadas, principalmente hidrógeno ionizado.
Las lecturas del instrumento dentro del plasmoide, cuando la Voyager 2 voló a través de él, aludieron a su origen. Mientras que algunos plasmoides tienen un campo magnético interno retorcido, Dibraccio y Gershman observaron bucles magnéticos suaves y cerrados. Tales plasmoides en forma de bucle generalmente se forman cuando un planeta giratorio arroja fragmentos de su atmósfera al espacio.

"Las fuerzas centrífugas se hacen cargo, y el plasmoide se desprende", dijo Gershman. Según sus estimaciones, los plasmoides como este pueden representar del 15 al 55% de la pérdida de masa atmosférica en Urano, que es mayor que en Júpiter o Saturno. Es posible que sea así que Urano arroje su atmósfera al espacio.

¿Cómo un escape de plasmoides cambió a Urano con el tiempo? Tener solo un conjunto de observaciones es difícil de decir.

"Imagina que una nave espacial voló a través de esta habitación e intentó caracterizar a toda la Tierra", dice Dibraccio. "Obviamente, él no le dirá nada sobre lo que es el Sahara o la Antártida".

Pero los resultados ayudan a formular nuevas preguntas sobre el planeta.
"Por eso me encanta la ciencia planetaria", dijo Dibraccio. "Siempre vas a donde realmente no sabes".