Ученые из Юго-Западного исследовательского института (SwRI) предложили решение загадки, которая оставалась неразгаданной почти сорок лет – почему радиационные пояса Урана оказались аномально мощными. Новое исследование показывает, что космический аппарат «Вояджер-2», вероятно, застал планету в разгар мощного события космической погоды, схожего с солнечными бурями, наблюдаемыми у Земли.
В 1986 году, пролетая мимо Урана, «Вояджер-2» НАСА сделал поразительное открытие. Его приборы зафиксировали электронный радиационный пояс, значительно превосходящий все научные прогнозы. Сравнение с другими планетами Солнечной системы указывало на то, что Уран не должен был удерживать столь высокий уровень радиации. С тех пор исследователи пытались понять, как эта необычная планета-гигант способна улавливать такое количество высокоэнергетических частиц.
Анализ архивных данных «Вояджера-2» в свете современных знаний о космосе позволил выдвинуть новую гипотезу. Ученые считают, что во время исторического пролета через систему Урана проходила структура солнечного ветра, известная как «область взаимодействующих коротирующих потоков». Подобное возмущение могло привести к экстремальному всплеску энергии, который и был зарегистрирован аппаратом. «Наука прошла долгий путь со времен „Вояджера-2“, – отмечает доктор Роберт Аллен, ведущий автор исследования. – Мы решили применить сравнительный подход, сопоставив данные с Урана с наблюдениями, сделанными у Земли за последние десятилетия».
Исследование показывает, что космический шторм, вероятно, сгенерировал интенсивные высокочастотные волны – самые сильные за всю миссию «Вояджера-2». Ранее считалось, что такие волны должны были рассеивать энергичные электроны, заставляя их падать в атмосферу Урана. Однако более поздние работы показали, что при определенных условиях эти же волны могут действовать наоборот – ускорять электроны и «накачивать» еще больше энергии в радиационные пояса планеты. «В 2019 году Земля пережила подобное событие, вызвавшее колоссальное ускорение электронов в радиационном поясе, – поясняет соавтор статьи доктор Сара Вайнс. – Если аналогичный механизм сработал в системе Урана, это объясняет, почему „Вояджер-2“ увидел столько неожиданной дополнительной энергии».
Хотя полученные выводы помогают разрешить старую загадку, они открывают и новые вопросы. Ученым еще предстоит понять точную физику и последовательность событий, которые позволяют таким мощным волнам формироваться и столь эффективно передавать энергию. «Это еще одна веская причина отправить к Урану новую миссию, – заключает Аллен. – Наши выводы имеют важное значение и для похожих систем, таких как Нептун».
