天王星有許多令人費解之處,其一是磁層像團亂麻,偏離中心且失衡。然而新分析表明天王星可能很正常,只是剛好航海家二號探測器對天王星唯一飛越觀測,剛好處於太陽活動擾亂天王星期間,導致我們對天王星的第一印象與真實情況不一致。
1986 年,航海家二號成為第一個也是唯一一個飛越天王星的探測器,自那時起定義了天文學家理解這顆臭氣熏天冰巨星的方式,我們掌握的天王星科學圖像便是它具有極端磁層環境。這已是迄今我們對天王星進行過最好、最接近的觀測數據,但由於天王星離地球很遠,勘探結果可能仍有我們不知道的出入。
磁層由行星磁場驅動,能保護行星不受太陽風影響,而航海家二號數據顯示,天王星磁層有出乎意料強大的電子輻射帶,強度與木星周圍輻射帶相似。木星身為太陽系最大行星,擁有比地球強 20,000 倍的磁場,能捕獲並加速帶電粒子釋放能量符合常理,可是天王星周圍似乎缺乏電漿和電離氣體,沒有明顯高能粒子可驅動輻射帶強度,導致天文學家得出某些天王星衛星完全不活躍的結論。
但根據 NASA 噴射推進實驗室太空電漿物理學家 Jamie Jasinski 的新分析,航海家二號很可能恰好在一場罕見太陽風事件掠過天王星,導致我們目前對天王星的理解基於不尋常巧遇,這顆行星很大程度被誤解了。
▲ 航海家 2 號數十年前飛越天王星,塑造我們對這顆行星的基本認知。(Source:NASA)
首先,太陽系並非靜態,我們所做的任何觀測都必須考慮當時太空天氣背景,新研究認為,航海家二號在飛越天王星之前,太陽曾爆發強烈太陽風事件影響整個太陽系,當時太陽風撞擊天王星並大幅壓縮磁層,使其從天王星直徑 28 倍縮小到剩 17 倍,可能將電漿從中推離,同時又為天王星磁層注入電子,從而增強行星輻射帶。
簡單來說,若航海家二號提早幾天抵達天王星系統,或許就會觀測到完全不同的磁層狀態,這顆冰巨行星看起來也許與太陽系其他巨行星周圍磁泡相似,沒有任何異常。
研究團隊強調,我們目前對天王星系統的了解相當有限,航海家二號飛越期間也只是拿到初步數據,我們不應因此賦予天王星磁層任何典型特徵。
至少天文學家還有充分理由重新審視這顆遙遠的冰巨行星,韋伯太空望遠鏡已帶來許多天王星新資訊,包括隱藏的物質環、衛星,假如天王星磁層實際上比航海家二號記錄到還大,那麼天王星衛星將成為尋找地下海洋的好地點。
新論文發表在《自然天文學》(Nature Astronomy)期刊。
New Uranus research suggests what’s known about the planet could be wrong
Strange Anomaly in 1986 May Have Warped Our Perception of Uranus
Something Strange Happened During Voyager 2’s Flyby of Uranus in 1986
(首圖來源:NASA)