Revenant aux données de Voyager 2, les scientifiques ont découvert un autre secret sur Uranus

Bonjour lecteur! Je m'appelle Irina, je dirige une chaîne de télégrammes sur l'astrophysique et la mécanique quantique "Quant" . Aujourd'hui, je vous ai préparé une traduction d'un article sur la planète Uranus, ou plutôt sur son secret, découvert récemment.

Bonne lecture!



Voyager 2 a pris cette photo le 14 janvier 1986, à l'approche de la planète Uranus. La couleur bleuâtre brumeuse de la planète est due à la présence de méthane dans son atmosphère, qui absorbe les vagues de lumière rouges.

Après huit ans et demi de son grand voyage à travers le système solaire, le vaisseau spatial Voyager 2 de la NASA était prêt pour une nouvelle réunion. Cela s'est produit le 24 janvier 1986 et il rencontrera bientôt la mystérieuse septième planète, la glace Uranus.
Au cours des prochaines heures, Voyager 2 a volé à moins de 50 600 milles (81 433 kilomètres) des pics nuageux d'Uranus, collectant des données qui ont révélé deux nouveaux anneaux, 11 nouvelles lunes et des températures inférieures à moins 353 degrés Fahrenheit (moins 214 degrés Celsius). L'ensemble de données est toujours la seule dimension proche que nous ayons jamais réalisée sur la planète.

Trois décennies plus tard, les scientifiques, après avoir réexaminé ces données, ont découvert un autre secret.
À l'insu de toute la communauté de la physique spatiale, il y a 34 ans, Voyager 2 a survolé un plasmoïde, une bulle magnétique géante qui aurait pu transporter Uranus dans l'espace. Cette découverte soulève de nouvelles questions sur le support magnétique unique de la planète.

L'atmosphère des planètes du système solaire s'infiltre dans l'espace. L'hydrogène monte de Vénus pour rejoindre le vent solaire, un flux continu de particules quittant le Soleil. Jupiter et Saturne jettent des boules de leur air chargé électriquement. Même l'atmosphère terrestre fuit. (Ne vous inquiétez pas, elle restera ici pendant encore un milliard d'années).

Ces effets sont négligeables à l'échelle du temps humain, mais avec un temps suffisamment long, une fuite atmosphérique peut changer radicalement le destin de la planète. Prenons l'exemple de Mars.

"Mars était une planète humide avec une atmosphère dense", a déclaré Gina Dibraccio, physicienne de l'espace au Goddard Space Flight Center de la NASA et chercheuse au projet Mars Atmosphere and Volatile Evolution, ou à la mission MAVEN. «Il a évolué au fil du temps» - 4 milliards d'années de fuite dans l'espace - «pour devenir la planète sèche que nous voyons aujourd'hui.»



Le champ magnétique d'Uranus. La flèche jaune indique le soleil, le bleu clair indique l'axe magnétique d'Uranus et le bleu foncé indique l'axe de rotation d'Uranus.

La fuite atmosphérique est contrôlée par le champ magnétique de la planète, qui peut à la fois aider et entraver ce processus. Les scientifiques pensent que les champs magnétiques peuvent protéger la planète en réfléchissant les explosions du vent solaire qui détruisent l'atmosphère. Mais ils peuvent également créer des opportunités de vol, comme des boules géantes qui se détachent de Saturne et de Jupiter lorsque les lignes du champ magnétique s'emmêlent. Dans tous les cas, pour comprendre l'évolution de l'atmosphère, les scientifiques portent une attention particulière au magnétisme.

C'est une autre raison pour laquelle Uranus est un tel mystère. Le vol de Voyager 2 en 1986 a montré à quel point cette planète est magnétiquement étrange.

"La structure, la façon dont elle se déplace ...", dit Dibraccio, "Uranus existe vraiment par lui-même."

Contrairement à toute autre planète de notre système solaire, Uranus tourne presque parfaitement de son côté, faisant une révolution complète en 17 heures. L'axe de son champ magnétique est à 60 degrés de l'axe de rotation, donc lorsque la planète tourne, sa magnétosphère, l'espace découpé par son champ magnétique, oscille comme un ballon de football mal lancé. Les scientifiques ne savent toujours pas comment le modéliser.

Cette bizarrerie a attiré un collègue en physique spatiale au projet, Dibraccio et son co-auteur Dan Gershman. Les deux faisaient partie d'une équipe développant des plans pour une nouvelle mission auprès des géants des glaces Uranus et Neptune, et ils cherchaient des énigmes qui pourraient être résolues. L'étrange champ magnétique d'Uranus, mesuré pour la dernière fois il y a plus de 30 ans, semblait être un bon point de départ.

Par conséquent, ils ont téléchargé les lectures du magnétomètre Voyager 2, qui suivait la force et la direction des champs magnétiques près d'Uranus au fur et à mesure que le vaisseau spatial passait. Sans aucune idée de ce qu'ils trouveraient, ils se sont rapprochés des études précédentes, dessinant un nouveau point de données toutes les 1,92 secondes. Des lignes douces ont laissé la place à des pointes et des creux dentelés. Et puis ils l'ont vu: un minuscule zigzag avec une grande histoire.

"Que pensez-vous, ça pourrait être ... un plasmoïde?" Demanda Gershman à Dibraccio, notant ce gribouillis.

Les plasmoïdes, peu connus pendant le vol Voyager 2, sont depuis reconnus comme un moyen important de perdre de la masse par les planètes. Ces bulles géantes de plasma, ou gaz électrifié, sont arrachées à l'extrémité de la queue magnétique de la planète - la partie de son champ magnétique que le Soleil repousse comme un choc éolien. Avec suffisamment de temps, les plasmoïdes insaisissables peuvent fusionner les ions de l'atmosphère de la planète, changeant fondamentalement sa composition. Ils ont été observés sur Terre et sur d'autres planètes, mais personne n'a encore découvert de plasmoïdes sur Uranus.

"Je pense que c'est vraiment le cas", a déclaré Dibraccio.



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Le plasmoïde découvert par Dibraccio et Gershman n'a pris que 60 secondes du vol de 45 heures de Voyager 2 sur Uranus. C'était comme une explosion rapide de haut en bas des données du magnétomètre. "Mais, si vous le représentez dans une image en trois dimensions, il ressemblera à un cylindre", a déclaré Gershman.

En comparant leurs résultats avec les plasmoïdes observés sur Jupiter, Saturne et Mercure, ils ont estimé la forme cylindrique à au moins 127 000 milles (204 000 kilomètres) de longueur et jusqu'à environ 250 000 milles (400 000 kilomètres) de diamètre. Comme tous les plasmoïdes planétaires, il était plein de particules chargées - principalement de l'hydrogène ionisé.
Les lectures d'instruments à l'intérieur du plasmoïde - lorsque Voyager 2 l'a survolé - ont fait allusion à son origine. Alors que certains plasmoïdes ont un champ magnétique interne tordu, Dibraccio et Gershman ont observé des boucles magnétiques fermées lisses. De tels plasmoïdes en forme de boucle se forment généralement lorsqu'une planète en rotation jette des morceaux de son atmosphère dans l'espace.

"Les forces centrifuges prennent le relais, et le plasmoïde se détache", a déclaré Gershman. Selon leurs estimations, des plasmoïdes comme celui-ci peuvent représenter 15 à 55% de la perte de masse de l'atmosphère sur Uranus, ce qui est plus que sur Jupiter ou Saturne. Il est possible que ce soit ainsi qu'Uranus jette son atmosphère dans l'espace.

Comment un plasmoïde échappé a-t-il changé Uranus au fil du temps? Avoir un seul ensemble d'observations est difficile à dire.

"Imaginez qu'un vaisseau spatial vient de traverser cette pièce et ait essayé de caractériser la Terre entière", explique Dibraccio. «Évidemment, il ne vous dira rien sur ce qu'est le Sahara ou l'Antarctique.»

Mais les résultats aident à formuler de nouvelles questions sur la planète.
"C'est pourquoi j'aime la science planétaire", a déclaré Dibraccio. "Vous allez toujours là où vous ne savez vraiment pas."