Mysteries van Uranus opgelost met gegevens van Voyager 2
Toen de Voyager 2 in 1986 langs Uranus vloog kregen astronomen voor het eerst een glimp van deze ijsreus te zien. Naast de ontdekking van nieuwe manen en ringen werden de wetenschappers geconfronteerd met verbijsterende nieuwe mysteries: de energieke deeltjes rond Uranus tartten hun begrip van hoe magnetische velden werken om deeltjesstraling vast te houden. Volgens een nieuw onderzoek is de bron van dat specifieke mysterie een kosmisch toeval: het blijkt dat Uranus in de dagen vlak voor de scheervlucht van Voyager 2 was getroffen door een ongewoon soort ruimteweer dat het magnetische veld van de planeet platdrukte en de magnetosfeer dramatisch comprimeerde.
Planetaire magnetosferen – het gebied rond een planeet dat wordt gedomineerd door zijn magnetische veld – beïnvloeden de omgeving rond een planeet, en het begrijpen van hun eigen schappen is cruciaal voor de planning van de missie.
De scheervlucht van Voyager 2 langs Uranus onthulde een unieke magnetosfeer die sterk asymmetrisch was, een plasma leek te bevatten – een gemeenschappelijk element van de magnetosferen van andere planeten – en ongewoon intense gordels van zeer energieke elektronen had.
De kenmerken van deze enkele meting zijn sindsdien gebruikt als basis voor het begrijpen van het magnetische veld van Uranus, maar deze anomalieën waren moeilijk te verklaren zonder complexe fysica.
Als Voyager 2 slechts een paar dagen eerder was aangekomen zou het een compleet andere magnetosfeer bij Uranus hebben waargenomen, aldus onderzoekers van het Jet Propulsion Laboratory van de NASA.
De ruimtesonde zag Uranus onder omstandigheden die slechts 4% van de tijd voorkomen.
De onderzoekers analyseerden de Voyager 2-gegevens opnieuw vóór de scheervlucht en ontdekten dat de sonde Uranus ontmoette vlak na een intense zonnewindgebeurtenis waarbij een stroom geladen deeltjes uit de atmosfeer van de Zon werd vrijgegeven.
Deze toestand zou een magnetosfeer zien die leeg is van plasma met sterk geëxciteerde elektronenstralingsgordels.
De auteurs suggereren dat er vanwege de variatie van de zonnewind op Uranus twee magnetosferische cycli kunnen zijn tijdens het zonneminimum.
Bovendien is de kans zeer klein dat Titania en Oberon – de buitenste grote manen van Uranus – buiten de magnetosfeer cirkelen waardoor wetenschappers mogelijk ondergronds oceanen kunnen detecteren zonder interferentie van de magnetosfeer.
De scheervlucht van 1986 zat vol verrassingen en de onderzoekers zochten naar een verklaring voor het ongebruikelijke gedrag ervan. De magnetosfeer die Voyager 2 heeft gemeten was slechts een momentopname.
Dit nieuwe onderzoek verklaart enkele van de schijnbare tegenstrijdigheden en zal onze kijk op Uranus opnieuw veranderen.
De bevindingen zijn in het tijdschrift Nature Astronomy gepubliceerd.
Artikel: J.M. Jasinski et al. The anomalous state of Uranus’s magnetosphere during the Voyager 2 flyby. Nat Astron, published online November 11, 2024; doi: 10.1038/s41550-024-02389-3
Eerste publicatie: 16 november 2024
Bron: sci-news/NASA
