Уран стремительно теряет атмосферу

Изучая данные исторической встречи космического аппарата «Вояджер-2» с Ураном, которая произошла в 1986 году, ученые впервые обнаружили наличие плазмоида — кармана атмосферного материала, направляемого от Урана магнитным полем планеты. Это не только показывает, что атмосфера Урана просачивается в космос, но также демонстрирует динамику необычного витого магнитного поля этой планеты.

На самом деле, «протекающие» атмосферы не так уж редки. Например, именно так Марс превратился из довольно влажной планеты в пыльную бесплодную пустошь. Венера пропускает в космос водород, аналогичные явления обнаружены у спутника Юпитера Ио и у луны Сатурна Титана. Даже Земля теряет около 90 тонн атмосферного материала в день.

Есть несколько механизмов, посредством которых это может происходить, и один из них — через плазмоиды. Это большие цилиндрические пузыри из ионизованного плазмой газа, связанные линиями магнитного поля, исходящими от Солнца, области, известной как магнитохвост. Изображение выше показывает, как это выглядит для Земли.

Ионы из атмосферы направляются вдоль магнитного поля в эту область. Когда солнечный ветер разрывает магнитное поле на стороне, обращенной к Солнцу, оно изгибается и воссоединяется в хвосте, отщипывая вращающиеся плазмоиды. Некоторые из ионов «отскакивают» назад к планете (на Земле это приводит к образованию полярных сияний), а плазмоид отскакивает в противоположном направлении, унося с собой атмосферные ионы.

Для Земли это довольно понятный процесс. Есть также свидетельства того, что что солнечный ветер ежедневно отрывает плазмоиды от Марса, но немного по-другому, поскольку у этой планеты нет глобального магнитного поля. Однако магнитное поле Урана представляет собой полнейший беспорядок.

Там, где магнитное поле Земли более или менее согласуется с ориентацией планеты, весь Уран повернут вбок, а магнитные полюса расположены под углом 59° к географическим полюсам и даже не по центру. Есть основания полагать, что магнитное поле Урана открывается ночью и закрывается днем.

Именно этот беспорядок магнитного поля привлек внимание астрономов Джины ДиБраччо и Дэна Гершмана из Центра космических полетов имени Годдарда NASA. Они считают, что именно эта странность станет хорошим поводом отправить к Урану космическую миссию.

Изучив данные, собранные магнитометром «Вояджера-2», они заметили вспышку в магнитном поле. Обработав информацию, ученые пришли к выводу, что этот всплеск действительно представлял собой плазмоид примерно 204 000 километров в длину и 400 000 километров в поперечнике. Вероятно, он был наполнен ионизированным водородом, удаляющимся от планеты.

Согласно анализу исследователей, это показывает, что магнитное поле Урана воссоединяется в хвосте, как и у Земли. Это также предполагает, что внутренние силы играют роль в магнитной динамике планеты и обнаруживает механизм, посредством которого Уран теряет значительную массу.

Поскольку данным «Вояджера» уже более 30 лет, исследователи считают, что лучший способ узнать о плазмоидах и магнитосфере Урана больше — отправить к планете еще один зонд.