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海王星吐出来的泡泡比地球还大,那会是外星 [复制链接]

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在研究人员不断增长的太阳系地图上有一个巨大的空白。在过去的二十年里,一个名副其实的探测舰队测量了火星上的地震,仔细观察了土星环上的沟槽,观察了木星上的急流,还听到了冥王星的心跳。但是,在近距离和个人探索方面,我们对天王星的印象并没有比旅行者2号在年拍摄到的毫无特色的蓝色沙滩球进步多少。

但是去年,在梳理美国宇航局的档案时,两位行星科学家注意到早先的分析忽略了一个东西——当宇宙飞船穿越类似于磁泡的天王星磁场的一个光点。这一新发现发表在去年夏天的《地球物理研究快报》上,与此同时,行星科学家们开始将注意力转向该领域一些最深奥、最引人注目的谜团。

行星天文学家、大学天文研究协会科学副会长海蒂·哈梅尔说:“卡西尼号(前往土星)的任务已经结束,人们开始说,‘好吧,我们还能做些什么呢?’人们正把目光转回这些其他星球,并无视旧数据。”

美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心的吉娜·迪布拉齐奥和丹尼尔·格什曼就是这样的两位研究人员。由于社区对最外层行星的兴趣日益浓厚,他们花了几个小时用一种新的方式手工处理这些有30年历史的数据。“航行者”号的科学家计算了整个磁场的强度,迪布拉齐奥说,所以在磁强计读数上的短暂变化被认为是一件令人讨厌的事情。但是,当狄勃拉克西奥和格什曼放大这些锯齿状的跳跃和下降时,他们发现了旅行者2号45小时飞行中一个特殊的60秒长的片段,在那里,磁场以一种一眼就能认出来的方式上升和下降。“你认为那可能是……一个等离子体吗?”根据美国宇航局的一份新闻稿,格什曼问迪布莱斯奥。

等离子体是在太阳风环绕行星时被吹到太空中的带电大气球。在很长一段时间内,失去这样的团块可以极大地改变一个世界,而研究它们可以为了解行星如何生存和死亡提供洞见。研究人员已经发现它们从不同的行星上消失了,但是磁打嗝旅行者2号航行通过的是天王星的第一次。“我们原以为天王星会有等离子体;然而,我们并不知道它们到底长什么样,”迪布拉齐奥说。

现在他们已经抓住了一个红色的手,她说,它看起来很像那些看到从土星或木星泄漏,但偷走了相对较多的质量。(这个等离子体形成了一个比地球大2.2万倍的圆柱体)。

更多这样的发现可能会留在档案馆,等待新的分析。“旅行者2号的大部分数据都可以从NASA的行星数据系统中获得,”迪布拉齐奥说,“而且可能还有很多东西需要了解。”

特别是天王星继续乞求进一步的调查。年,亚利桑那大学(UniversityofArizona)天文学家埃里希·卡尔科什卡(ErichKarkoschka)用现代处理技术重新查看了旅行者2号的图像。通过混合张图片并加强对比,卡尔科什卡的工作揭示了一个涂有糖果条纹云的口香糖世界一直隐藏在这个乏味的蓝色球体中。

除了其未被认识到的复杂性,它也是一个奇怪的星球。当其他行星自转时,天王星也在自转,它的磁极通常指向或远离太阳。它的磁场也很疯狂,偏离了行星的中心,向一侧倾斜了60度。行星天文学家们对来自地球的磁场是视而不见的,尽管哈勃太空望远镜偶尔可以通过天王星的极光间接地瞥见它——天王星的极光可以在远离两极的地方发出光芒。

“航行者”团队最初认为,这种古怪的磁场与天王星腹部的位置有关,但三年后,当宇宙飞船飞过海王星(它站得笔直)时,它发现这颗行星与其磁场之间也存在同样明显的不匹配。现在,研究人员认为,世界内部运作的某些东西一定会把它们的磁场区分开。哈默尔说:“孩子们,我们希望能够完善这一理论。”

下一代的行星科学家也许可以做到这一点,因为向天王星或海王星发射专用探测器的兴趣正在增长。年和上周早些时候公布了可能的任务的大致草图。迪布拉西奥说,更多这样的提议正在进行中。人们的普遍梦想是发射一个卡西尼式的轨道飞行器,它将围绕其中一个行星运行数年,测量它的磁场,研究它的热流。航天器还将携带至少一个较小的探测器发射到大气中。在那里,它可以测量地球形成过程中遗留下来的无形气体。

如果轨道飞行器的目标是海王星,它可以安排与神秘的卫星特里同(不要与土星的土卫六相混淆)幽会。特里同很可能是一颗前矮行星海王星,它从冥王星和其他冰冻天体统治的难以接近的领域中被拽了出来,它可能拥有一个地下海洋。

了解太阳系的外层区域从来没有像现在这样紧迫。NASA倾向于每十年规划一次它的行星优先级,他们目前正在为本世纪20年代末和本世纪30年代初制定目标。与此同时,在最近一次所谓的“十年一次的调查”和现在的调查之间,系外行星科学已经爆炸了,海王星和天王星已经不仅仅是局部的古怪现象。

研究人员现在知道,类似的“亚海王星”世界是银河系中最常见的行星类型。这些行星中有许多可能是“冰巨星”,类似于我们的蓝色双星。与主要由氢和氦构成的气态巨行星不同,这些行星主要由水和氨等较重的分子构成。如果研究人员想要了解是什么使得这些世界在外星系统中如此普遍,以及为什么我们的太阳系如此古怪,他们就必须尽其所能找出关于天王星和海王星的一切。

但我们广阔的后院是广阔的,要走出这片围栏需要时间和广泛的计划。对于太阳能电池板来说,那里的阳光太过昏暗,因此核能是一项持续数年的任务的唯一选择。数十亿英里真的很遥远。“即使有我们目前最好的火箭和重力助推器,仍然需要10年才能达到那个水平,”哈默尔说。在技术开发和任务设计之间,她希望看到一个探测器的发射,即使她不着手处理将来会发回地球的数据。“我们大多数人倾向于在几十年的时间尺度上思考,”她说。

在迪布拉西奥和格什曼偶然发现天王星的等离子体之前,它被埋藏在旅行者2号的数据中长达30年之久。下一次巨型冰人的相遇可能要20年以后才会发生,任何研究人员都可能有一天从它的遗留数据中收集到更多的见解,但他们可能还没有出生。设想未来可能会有什么样的发现,给了像哈默尔这样的天文学家一个独特的长期视角。“我梦想着探索天王星和海王星,我梦想着神奇的太空望远镜,”哈默尔说,“这就是我们如何度过艰难时期的方法。我们梦想着未来。”

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