万物生于气,天王星逸于气。它将走向何方?

本文介绍了大多数行星的大气逃逸都是通过等离子体发生的,重点介绍了天王星的磁场和失去大量质量的原因。

可怜的老天王星似乎不能休息。有东西撞上了天王星,导致它倾斜,所以它的轨道与太阳系其他行星的轨道垂直。它可能闻起来不好。目前,科学家发现天王星的大气正在泄漏到宇宙中。

太阳系的行星围绕轨道运行

航海家二号在1986年与冰冻星球历史性相遇的数据,隐藏着一个等离子体团的存在,直到现在才被发现。这种等离子体由大气物质组成,并通过天王星的磁场向外扩散。

大气逃逸

这是首次发现与冰巨人有关的等离子体团,这不仅表明天王星的大气正在泄漏,还揭示了该行星奇怪而扭曲的磁场的一些动力学。

事实上,漏气并不少见。这就是所谓的大气逃逸,火星从所谓的相当潮湿的星球变成了尘土飞扬的不毛之地。金星正在泄漏氢气;木星的木卫一和土星的泰坦正在泄漏。甚至地球每天都在流失大约90吨大气物质。不用担心,我们大概有51.4万亿吨,完全消失还需要很长时间。

有几种机制可以实现这一点,其中之一是通过等离子体。原理是等离子体将气体电离形成一个大的圆柱形气泡,被太阳流出的磁力线束缚,这个区域被称为磁尾。上图是地球的情况。

大气中的离子沿着磁场进入这个区域。当太阳风导致面向太阳的磁场(弓形冲击波)破裂时,它们会旋转并在尾部重新连接,挤压旋转的等离子体质量。一些离子反弹回行星(在地球上产生极光),而等离子体团携带大气中的离子向相反方向移动。

对于地球来说,这是非常简单易懂的。有证据表明,由于火星没有全球磁场,太阳风每天以略有不同的方式清除火星上的等离子体簇。

但是天王星是一颗狡猾的行星,说实话,它的磁场一塌糊涂。

地球的磁场和它的行星大致相同,但天王星是侧向扭曲的,它的磁极和地理极成59度角,甚至不居中。如果你在天王星的两极之间画一条线,它将离行星的中心相当远。

甚至有证据表明,磁场在晚上打开,在白天关闭。说真的,看看这个。这是谁想出来的?

正是这种混乱的磁场吸引了来自美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心的天文学家吉娜·迪·布拉西奥和丹·格什曼的注意。他们正在计划一项潜在的行星任务,并认为这一特殊的奇怪现象将是任务的良好开端。

天王星磁场

地球磁场

1986 65438+10月,当他们研究旅行者2号采集的磁强计数据时,高于之前的研究分辨率,他们在数据中发现了一个波动,即磁场中的一个光点。

他们研究了这些数据,得出的结论是,虽然天王星有一个奇怪的倾斜和不稳定的磁场,但这个光点确实代表了一个等离子体簇的存在,这个等离子体簇长约204,000公里,宽约400,000公里(65,438+027,000,250,000英里),很可能充满了电离氢,正在远离行星。

这揭示了一些关于磁场的新信息。根据研究人员的分析,天王星的磁场在尾部重新连接,就像地球的磁场一样。它还表明,内力在行星磁场的动力学中起着重要作用。

当然也揭示了一个机制,就是等离子体质量可能带走了天王星的大量质量。

用于这一分析的旅行者号数据已经有20多年的历史,因此研究人员建议,寻找更多信息的最佳方法是再发送一个探测器进行全面检查。

“对于天王星和海王星来说,磁层环流和质量损失过程仍然是突出和重要的主题,”他们在论文中写道。“为了确定行星自转和太阳风对全球等离子体动力学的相对贡献,需要新的实地测量。在此之前,神秘的冰巨磁层需要进一步探索。”

这项研究发表在《地球物理研究快报》上。

作者:科学警报

张萌

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