Учёные проясняют загадки радиационного пояса Урана

Учёные, наконец, начали разгадывать одну из давних загадок, связанных с необычайно сильным радиационным поясом планеты Уран. Новое исследование данных, собранных космическим аппаратом Voyager 2, предполагает, что временное космическое явление могло сделать радиационный пояс планеты более интенсивным, чем ожидали исследователи во время его пролёта.

Радиационные пояса формируются в результате взаимодействия солнечного ветра с магнитным полем планеты. Каждое тело с глобальным магнитным полем, такое как Земля и Уран, захватывает высокоэнергетические заряженные частицы, исходящие из короны Солнца, где происходит постоянное излучение протонов и электронов. При пролёте Voyager 2 мимо Урана в январе 1986 года учёные обнаружили, что ионный радиационный пояс был чуть слабее ожидаемого, однако электронный радиационный пояс оказался намного мощнее — практически на пределе устойчивости Урана.

«Наука значительно продвинулась с тех пор, как Voyager 2 облетел планету,» — отмечает Роберт Аллен, физик космоса из Юго-западного исследовательского института (SwRI) и один из авторов свежего исследования. Команда ученых решила провести сравнительный анализ данных Voyager 2 и наблюдений Земли из космоса, собранных в последние десятилетия.

В исследовании, опубликованном в журнале Geophysical Research Letters, Аллен и его коллеги выявили несколько сходств между данными Voyager и наблюдениями из околоземной орбиты в рамках события космической погоды в 2019 году. Удивительно мощный радиационный пояс Урана, как выяснили исследователи, мог быть вызван так называемой «областью ко-ротации». Это явление наблюдается, когда высокоскоростные солнечные ветры обгоняют более медленные потоки.

«В 2019 году на Земле произошло одно из таких событий, в результате чего произошла огромная интенсификация радиационного пояса электронов,» — говорит соавтор исследования Сара Вайнс, также физик из SwRI. «Если аналогичный механизм воздействовал на систему Урана, это объясняет, почему Voyager 2 зафиксировал такое неожиданное количество энергии.»

Данные результаты ставят перед учеными новые вопросы относительно физики магнитосферы Урана и его взаимодействия с солнечным ветром, включая стабильность радиационного пояса в условиях экстремальных сезонов, вызванных наклоном оси вращения планеты. Авторы исследования подчеркивают, что космический аппарат, который orbitирует вокруг Урана и собирает данные из различных частей магнитосферы, сможет помочь ответить на эти вопросы.

Как подчеркивает Аллен: «Это еще одна причина, чтобы отправить миссию, нацеленную на Уран.» Полученные данные имеют важные последствия и для других систем, таких как Нептун. Экспертиза в области магнитосферной физики может значительно повлиять на наше понимание не только Урана, но и других газовых гигантов в нашей Солнечной системе.