Nyolc és fél évvel azután, hogy útnak indult a Naprendszerben, a NASA Voyager-2 űrszondája készen állt egy újabb találkozásra. 1986. január 24-én közelítette meg a rejtélyes hetedik bolygót, a fagyos Uránuszt.
Az ezt követő néhány órában az űrszonda 81433 kilométerre közelítette meg az Uránusz felhőzetének tetejét. Az általa gyűjtött adatokból megismertünk két új gyűrűt és 11 új holdat, valamint megtudtuk, hogy a hőmérséklet mínusz 214 Cesius-fok alatti. A bolygóról azóta sem rendelkezünk más, helyszínen mért adatokkal.
Három évtizeddel később a kutatók átnézték ezeket az adatokat, és még egy titokra derült fény.
Az űrfizikai kutató közösség nem is tudott róla, de 34 évvel ezelőtt a Voyager-2 átrepült egy plazmoidon, egy hatalmas mágneses buborékon, amely valószínűleg az űrbe juttatta az Uránusz légkörét. A felfedezést, amely több kérdést is felvet a bolygó egyedülálló mágneses tulajdonságai kapcsán, a Geophysical Research Letters című szaklapban tették közzé.
A Naprendszer bolygóinak légköre folyamatosan szökik az űrbe. A Vénusz hidrogénje csatlakozik a napszélhez, ahhoz a részecskeáramhoz, amely a Napból szabadul el. A Jupiter és a Szaturnusz elektromosan töltött gázcsomókat bocsát ki. Még a Föld légköre is szökik. (Aggódnunk azért nem kell, még legalább egymilliárd évig kitart.)
Emberi léptékben mérve ennek hatásai nagyon gyengék, de ha elég hosszú idő telik el, a légkör szökése alapvetően megváltoztathatja egy bolygó sorsát. Vegyük például a Marsot! Négymilliárd évnyi légkörvesztés után vált a vízzel és jelentős légkörrel rendelkező bolygó a ma ismert száraz planétává.
A légkör szökését a bolygók mágneses tere irányítja: ez segíti elő vagy akadályozza meg a folyamatot. A kutatók úgy gondolják, hogy a mágneses tér megóvhatja a bolygót a napszél légkört roncsoló hatásaitól, ugyanakkor felelős lehet a légkör szökéséért is. A légkör változásainak vizsgálatához fontos a mágneses tér megismerése.
Az Uránusz egy másik szempontból is rejtélyes. A Voyager-2 1986-os közelítése rávilágított, milyen furcsa a bolygó mágneses tere.
A Naprendszer többi bolygójától eltérően az Uránusz majdnem teljesen az oldalára dőlve forog – mint a malac a nyárson – és 17 óránként gördül egyet. Mágneses tengelye 60 fokos szöget zár be a forgástengellyel, így amikor a bolygó forog, a magnetoszférája imbolyog.
Ez a különlegesség keltette fel Gina DiBraccio (Goddard Űrközpont) és munkatársa, Dan Gershman űrfizikus figyelmét. Ők a NASA egy olyan kutatócsoportjának tagjai, amely új küldetést dolgoz ki a jeges óriásokhoz, az Uránuszhoz és a Neptunuszhoz, és ennek keretében megoldandó rejtélyek után kutattak. Az Uránusz furcsa mágneses tere, amelyet utoljára több mint 30 éve vizsgáltak meg, jó kezdetnek látszott, ezért letöltötték a Voyager-2 magnetométerének adatait. Ez az eszköz vizsgálta az Uránusz közelében a mágneses tér erősségét és irányát. Nem volt elképzelésük arról, hogy mit fognak találni, de részletesebb adatsort akartak, mint a korábbi tanulmányok, ezért 1,92 másodpercenként vettek fel új adatpontokat. A korábbi sima vonalak helyén egyenetlenségek, kiugrások jelentek meg. És akkor meglátták az apró cikkcakkot, ami fontosnak bizonyult.
A Voyager-2 Neptunusz-közelítése idején kevéssé ismert plazmoidokról azóta kiderült, hogy fontos szerepet játszanak a bolygók tömegvesztésében. Ezek a hatalmas plazma- vagy gázbuborékok a „mágneses farokról” válnak le, a bolygó mágneses terének arról a részéről, amelyet a Nap hátrafúj, mint egy szélzsákot. Idővel az elszabaduló plazmoidok elszívhatják az ionokat a bolygó légköréből, és így alapvetően megváltoztathatják annak összetételét. A jelenséget a Földön és más bolygókon is megfigyelték, de az Uránuszon még nem.
A DiBraccio és Gershman által talált plazmoid mindössze 60 másodperces nyomot hagyott a Voyager-2 45 órás Uránusz-közelítése során. Csak egy gyors fel-le ugrás a magnetométer adataiban. „Ha a plazmoidot 3D-ben ábrázoljuk, akkor inkább hengernek látszik.” – mondta Gershman.
Az eredményeket összevetették a Jupiternél, a Szaturnusznál és a Merkúrnál megfigyelt plazmoidokkal, és ennek alapján egy legalább 204 ezer kilométer hosszú és nagyjából 400 ezer kilométer átmérőjű hengert kaptak. A többi bolygó plazmoidjához hasonlóan ez is töltött részecskékkel – a kutatók szerint főként ionizált hidrogénnel – volt tele.
A plazmoid belsejéből származó, a Voyager-2 áthaladásakor gyűjtött adatok utalnak a képződmény eredetére is. Míg egyes plazmoidok csavarodott belső mágneses térrel rendelkeznek, DiBraccio és Gershman sima, zárt mágneses hurkokat figyelt meg. A hurokszerű plazmoidok általában úgy jönnek létre, hogy egy forgó bolygó légkörének kis része az űrbe szökik. „A centrifugális erő átveszi a hatalmat, és a plazmoid leszakad.” – mondta Gershman. A kutatók becslése szerint az ehhez hasonló plazmoidok az Uránusz légkörvesztésének 15–55 százalékáért felelősek. Ez nagyobb arány, mint a Jupiter vagy a Szaturnusz esetében.
Egyetlen adatsor segítségével nem lehet megmondani, hogy mennyiben változott a folyamat az elmúlt időben. Az eredmények inkább újabb kérdéseket vetnek fel a bolygóval kapcsolatban – de még maguk a kérdések sem tiszták.
Forrás: NASA
