1986 年，當 NASA 的航行者 2 號太空船飛越天王星時，科學家們首次近距離觀察了這顆冰巨行星。除了新衛星和新環的發現之外，科學家還面臨著令人困惑的新謎團：天王星周圍的高能量粒子違背了他們對磁場如何捕捉粒子輻射的理解。根據一項新的研究，這個特殊謎團的根源是一個宇宙巧合：事實證明，在航海者2 號飛越天王星之前的幾天裡，天王星受到了一種不尋常的太空天氣的影響，這種天氣擠壓了行星的磁場，大大壓縮了行星的磁場。
這位藝術家概念圖的第一幅圖描繪了 NASA 航行者 2 號飛越之前天王星磁層的表現；第二幅圖顯示了 1986 年飛越期間發生的一種不尋常的太陽天氣，使科學家對磁層有了傾斜的看法。圖片來源：NASA / JPL-Caltech。
行星磁層（行星周圍由其磁場主導的區域）會影響行星周圍的環境，了解其特性對於任務規劃至關重要。
航海家二號飛越天王星時發現了一個獨特的磁層，它非常不對稱，似乎缺乏等離子體（其他行星磁層的常見元素），並且具有異常強烈的高能量電子帶。
此後，這一單一測量的特徵被用作理解天王星磁場的基礎，但如果沒有複雜的物理學，這些異常現像很難解釋。
「如果航海者 2 號早幾天到達，它就會在天王星觀測到完全不同的磁層，」美國太空總署噴射推進實驗室的研究員傑米·賈辛斯基博士說。
“飛船看到天王星的情況只有大約 4% 的時間發生。”
Jasinski 博士及其同事在飛越之前重新分析了航海者2 號的數據，發現探測器在一次強烈的太陽風事件後不久就與天王星相遇了，在此期間，一股帶電粒子流從太陽的大氣層中釋放出來。
這壓縮了天王星磁層，使其處於僅在 4% 的時間出現的狀態。
在這種狀態下，磁層中沒有等離子體，但有高度激發的電子輻射帶。
作者認為，由於天王星太陽風的變化，太陽極小期可能存在兩個磁層週期。
此外，天王星最外層的主要衛星二氧化鈦和天王星在磁層之外運作的可能性可能非常低，這可能使科學家能夠在不受磁層幹擾的情況下探測地下海洋。
「1986 年的飛越充滿了驚喜，我們正在尋找其異常行為的解釋，」同樣來自 NASA 噴射推進實驗室的 Linda Spilker 博士說。
“航行者 2 號測量的磁層只是時間的快照。”
“這項新工作解釋了一些明顯的矛盾，它將再次改變我們對天王星的看法。”
這發現今天發表在雜誌上自然天文學。
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JM亞辛斯基等人。旅行者 2 號飛越期間天王星磁層的異常狀態。納特·阿斯特朗，2024 年 11 月 11 日線上發布；編號：10.1038/s41550-024-02389-3
