當科學家回首航海家 2 號探測器的數據時，意外發現了天王星一個祕密：天王星大氣物質正在外洩，可能擁有與地球類似的電漿粒團結構。由於天王星是太陽系八大行星中的異類，科學家現在又多了一個理由重訪這顆星球，探討其獨特的磁場動力學。
NASA 航海家 2 號（Voyager 2）探測器於 1977 年發射升空，一路走訪了木星、土星、天王星、海王星及它們的衛星，2019 年時被證實已飛出太陽系，如今依然還在運作中，被譽為史上最多產的探測器之一。
最近，科學家檢查了航海家 2 號於 1986 年與天王星相遇的數據，驚訝發現居然有電漿粒團的存在──表明天王星磁場正在將物質從行星大氣中拉出。這是科學家第一次找到與冰巨行星有關的等離子體，除了表明天王星大氣正在洩漏外，也暗示了這個星球獨特且扭曲的磁場動力學。
一般來說，大氣逃逸（atmospheric escape）對行星而言並不是什麼罕見現象，我們知道金星正在洩漏氫氣，火星也因大氣逃逸才從過去的潮濕環境變成如今的荒漠，甚至我們的地球每天也都損失 90 噸大氣物質到外太空中（目前地球大氣質量約 5,140 兆噸，要完全消失還需要很長時間，不用擔心）。
大氣逃逸機制有很多種，其中一個途徑即透過電漿粒團（plasmoid）──一種電漿和磁場連接在一起的結構，當太陽風撲來導致磁場面對太陽的那一側破裂時（形成弓形震波），電漿粒團散開並重新於尾部連接，也就是形成電漿粒團，該過程會擠壓旋轉的電漿，一些離子反彈回地球（產生極光），而電漿則沿相反方向飛散並帶走大氣中的離子。
▲ 電漿粒團（plasmoid）示意圖。（Source：wikipedia）
對地球來說，這道機制很好理解，但對天王星來說就有點奇怪了，因為後者的磁場軸相對於自轉軸傾斜 59°，形成一個非常不對稱的磁層，天王星南半球的表面磁場強度低於 0.1 高斯，但北半球的磁場強度高達 1.1 高斯，甚至還有數據指出天王星的磁場只在晚上形成，白天就會消失。
這種怪異磁場如何與行星大氣以及太陽風相互作用，科學家們一直都很好奇。
NASA 戈達德太空飛行中心天文學家 Gina DiBraccio、Dan Gershman，便對天王星混亂的磁場產生興趣。當他們分析航海家 2 號探測器在 1986 年 1 月收集的數據時，驚訝發現磁場爆發現象，進一步處理數據後得出結論：天王星確實有個偏斜，搖擺不定的磁場，並且有個寬約 40 萬公里、延伸逾 20 萬公里的電漿粒團，可能充滿自天王星大氣逃逸、被電離的氫。
這代表天王星大氣正在損失大量物質，並且被電漿粒團轉運至外太空，更也說明了天王星磁場於尾部重新連結，就像地球一樣。科學家建議太空機構應該要發射一艘全新、針對天王星進行探索的探測器，才能更了解這顆冰巨行星磁層諸多未解的秘密。
新論文發表在《地球物理研究通訊》（Geophysical Research Letters）。
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（首圖來源：NASA）
