Kembali ke data Voyager 2, para ilmuwan menemukan rahasia lain tentang Uranus

Halo pembaca! Nama saya Irina, saya sedang melakukan saluran telegram tentang astrofisika dan mekanika kuantum "Quant" . Hari ini saya telah menyiapkan untuk Anda terjemahan dari artikel tentang planet Uranus, atau lebih tepatnya, tentang rahasianya, yang ditemukan baru-baru ini.

Selamat membaca!



Voyager 2 mengambil gambar ini pada 14 Januari 1986, saat mendekati planet Uranus. Warna kebiru-biruan yang berkabut dari planet ini disebabkan oleh keberadaan metana di atmosfernya, yang menyerap gelombang cahaya merah.

Setelah delapan setengah tahun perjalanan besarnya melalui tata surya, pesawat ruang angkasa NASA Voyager 2 siap untuk pertemuan baru. Ini terjadi pada 24 Januari 1986, dan segera dia akan bertemu dengan planet ketujuh yang misterius, es Uranus.
Selama beberapa jam berikutnya, Voyager 2 terbang dalam jarak 50.600 mil (81.433 kilometer) dari puncak berawan Uranus, mengumpulkan data yang mengungkapkan dua cincin baru, 11 bulan baru dan suhu di bawah minus 353 derajat Fahrenheit (minus 214 derajat) Celsius). Dataset masih merupakan satu-satunya dimensi terdekat yang pernah kita lakukan di planet ini.

Tiga dekade kemudian, para ilmuwan, setelah memeriksa kembali data ini, menemukan rahasia lain.
Tanpa diketahui oleh seluruh komunitas fisika antariksa, 34 tahun yang lalu, Voyager 2 terbang melalui plasmoid, gelembung magnet raksasa yang bisa membawa Uranus ke luar angkasa. Penemuan ini menimbulkan pertanyaan baru tentang media magnetik unik planet ini.

Atmosfer planet di seluruh tata surya merembes ke ruang angkasa. Hidrogen naik dari Venus untuk bergabung dengan angin matahari, aliran partikel yang terus-menerus meninggalkan Matahari. Jupiter dan Saturnus membuang bola-bola dari udara bermuatan listrik mereka. Bahkan atmosfer duniawi sedang bocor. (Jangan khawatir, dia akan tinggal di sini selama satu miliar tahun lagi).

Efek ini dapat diabaikan pada skala waktu manusia, tetapi dengan waktu yang cukup lama, kebocoran atmosfer secara radikal dapat mengubah nasib planet ini. Sebagai contoh, pertimbangkan Mars.

"Sebelumnya, Mars adalah planet lembab dengan atmosfer yang padat," kata Gina Dibraccio, seorang ahli fisika luar angkasa di Pusat Penerbangan Antariksa Goddard NASA dan seorang peneliti di proyek Mars Atmosphere and Volatile Evolution atau misi MAVEN. "Ia telah berevolusi dari waktu ke waktu" - 4 miliar tahun kebocoran ke ruang angkasa - "untuk menjadi planet kering yang kita lihat hari ini."



Medan magnet Uranus. Panah kuning menunjukkan Matahari, biru muda menunjukkan sumbu magnet Uranus, dan biru gelap menunjukkan sumbu rotasi Uranus.

Pelarian atmosfer dikendalikan oleh medan magnet planet ini, yang dapat membantu dan menghambat proses ini. Para ilmuwan percaya bahwa medan magnet dapat melindungi planet ini dengan memantulkan ledakan angin matahari yang menghancurkan atmosfer. Tetapi mereka juga dapat menciptakan peluang terbang, seperti bola raksasa yang melepaskan diri dari Saturnus dan Yupiter ketika garis-garis medan magnet tersangkut. Dalam kasus apa pun, untuk memahami bagaimana atmosfer berubah, para ilmuwan memperhatikan magnetisme.

Ini adalah alasan lain mengapa Uranus menjadi misteri. Penerbangan Voyager 2 pada tahun 1986 menunjukkan betapa magnetisnya planet ini.

"Strukturnya, caranya bergerak ..." kata Dibraccio, "Uranus benar-benar ada dengan sendirinya."

Tidak seperti planet lain di tata surya kita, Uranus berputar hampir sempurna di sisinya, membuat revolusi penuh dalam 17 jam. Sumbu medan magnetnya adalah 60 derajat dari sumbu rotasi, jadi ketika planet ini berputar, magnetosfernya, ruang yang terpotong oleh medan magnetnya, berosilasi seperti bola sepak yang terlempar dengan buruk. Para ilmuwan masih belum tahu bagaimana memodelkannya.

Keanehan ini menarik Dibraccio dan rekan penulisnya Dan Gershman, seorang kolega dalam fisika ruang angkasa, ke proyek tersebut. Keduanya adalah bagian dari tim yang mengembangkan rencana untuk misi baru ke "raksasa es" Uranus dan Neptunus, dan mereka mencari teka-teki yang bisa diselesaikan. Medan magnet aneh Uranus, yang terakhir diukur lebih dari 30 tahun yang lalu, tampak seperti titik awal yang baik.

Oleh karena itu, mereka mengunggah bacaan magnetometer Voyager 2, yang melacak kekuatan dan arah medan magnet dekat Uranus ketika pesawat ruang angkasa terbang melewatinya. Tanpa tahu apa yang akan mereka temukan, mereka datang lebih dekat dari studi sebelumnya, menggambar titik data baru setiap 1,92 detik. Garis-garis halus memberi jalan bagi paku bergerigi dan dips. Dan kemudian mereka melihatnya: zigzag kecil dengan cerita besar.

"Bagaimana menurutmu, itu mungkin ... plasmoid?" Gershman bertanya pada Dibraccio, mencatat pertengkaran ini.

Plasmoids, sedikit dikenal selama penerbangan Voyager 2, sejak itu telah diakui sebagai cara penting untuk kehilangan massa oleh planet. Gelembung raksasa plasma ini, atau gas berlistrik, dipetik dari ujung ekor magnetik planet ini - bagian dari medan magnetnya yang dihembus Matahari seperti sengatan angin. Dengan waktu yang cukup, plasmoid yang sulit dipahami dapat bergabung dengan ion dari atmosfer planet, yang secara mendasar mengubah komposisinya. Mereka telah diamati di Bumi dan planet lain, tetapi belum ada yang menemukan plasmoid di Uranus - belum.

"Saya pikir itu memang benar," kata Dibraccio.



, «-2» 1986 . , 8- , , . 1,92 , .

Plasmoid yang ditemukan oleh Dibraccio dan Gershman hanya membutuhkan 60 detik penerbangan 45 jam Voyager 2 di Uranus. Itu seperti ledakan cepat dan turun dalam data magnetometer. "Tetapi, jika Anda menggambarkannya dalam gambar tiga dimensi, itu akan terlihat seperti sebuah silinder," kata Gershman.

Membandingkan hasil mereka dengan plasmoid yang diamati di Jupiter, Saturnus dan Merkurius, mereka memperkirakan bentuk silinder setidaknya memiliki 127.000 mil (204.000 kilometer) panjangnya dan hingga sekitar 250.000 mil (400.000 kilometer). Seperti semua plasmoid planet, ia penuh dengan partikel bermuatan - kebanyakan hidrogen terionisasi.
Bacaan instrumen di dalam plasmoid - ketika Voyager 2 terbang melewatinya - menyinggung asal usulnya. Sementara beberapa plasmoid memiliki medan magnet internal bengkok, Dibraccio dan Gershman mengamati loop magnetik tertutup yang halus. Plasmoid berbentuk lingkaran seperti itu biasanya terbentuk ketika sebuah planet yang berputar melemparkan atmosfernya ke ruang angkasa.

"Pasukan sentrifugal mengambil alih, dan plasmoid lepas," kata Gershman. Menurut perkiraan mereka, plasmoid seperti ini dapat menyebabkan 15 hingga 55% dari kehilangan massa atmosfer di Uranus, yang lebih dari pada Jupiter atau Saturnus. Mungkin saja dengan cara inilah Uranus membuang atmosfernya ke ruang angkasa.

Bagaimana cara pelarian plasmoid mengubah Uranus dari waktu ke waktu? Sulit untuk mengatakan hanya memiliki satu set pengamatan.

"Bayangkan bahwa satu pesawat ruang angkasa baru saja terbang melalui ruangan ini dan mencoba untuk mencirikan seluruh Bumi," kata Dibraccio. "Jelas, dia tidak akan memberitahumu apa itu Sahara atau Antartika."

Tetapi hasilnya membantu merumuskan pertanyaan baru tentang planet ini.
"Itu sebabnya saya suka ilmu planet," kata Dibraccio. "Kamu selalu pergi ke tempat yang benar-benar tidak kamu ketahui."