幾十年來，對天王星的理解是錯的

在1986 年，旅行者 2 號飛越天王星Uranus時，拍攝的照片和收集的數(shù)據(jù)，為天文學界定義了這顆遙遠的行星。大家知道了天王星的側(cè)向旋轉(zhuǎn)，周圍以前未知的光環(huán)和衛(wèi)星。

旅行者 2 號在 1986 年飛越天王星(Uranus)時拍攝了這張圖像。

科學家們原以為，這個巨行星與太陽系中的其他大型行星，如木星、土星和海王星，應該有相似的環(huán)境和行為，但是，對天王星磁層的觀測數(shù)據(jù)，卻與大家的預期大相徑庭。

磁層是地球等行星周圍的保護性氣泡，具有磁場和磁核心，由行星的磁場驅(qū)動。磁場氣泡保護行星免受太陽風高能粒子和氣體流的沖擊。旅行者 2 號的數(shù)據(jù)顯示，天王星的磁層出乎意料的強大，強度與在木星周圍發(fā)現(xiàn)的巨大輻射帶相似。木星是太陽系中最大的行星，它的磁場比地球強 20000 倍。木星磁場捕獲空間帶電粒子并將其加速到高速，快速移動的粒子以強輻射的形式轟擊木星的衛(wèi)星。而旅行者 2 號傳回的數(shù)據(jù)顯示，沒有探測到等離子體或電離氣體。那么，沒有高能粒子來源，天王星那么高的輻射帶是如何驅(qū)動和增強的呢？

天文學家對缺乏等離子體一直感到困惑，科學家們初步結(jié)論是，天王星和其衛(wèi)星一定是完全不活躍的。

2024年11月11日發(fā)表于《自然天文學》（Nature Astronomy）雜志的新文章，或許解開了旅行者2號傳回的奇異數(shù)據(jù)的一些謎團。該文主要作者、加利福尼亞州帕薩迪納市 NASA 噴氣推進實驗室的空間等離子體物理學家 Jamie Jasinski 說，對當年數(shù)據(jù)新的分析表明，旅行者 2 號飛過這顆遙遠的行星，恰好處在一次罕見的行星事件中，導致探測的數(shù)據(jù)受到影響并被扭曲。

根據(jù)新發(fā)現(xiàn)，在飛越天王星前幾天，太陽釋放了一次強烈的太陽風事件，攪動了整個太陽系的空間氣候。太陽風沖擊天王星并顯著地壓縮了它的磁層，貌似將等離子體推出了天王星。同時太陽風帶來更多電子，使天王星的磁層更加動蕩，增強了其行星的輻射帶。

“如果旅行者 2 號早幾天到達，它將在天王星觀察到一個完全不同的磁層，”Jasinski 說，“天王星的磁層很可能與我們太陽系中其他巨行星周圍的磁泡相似，沒有任何異常。并且天王星的一些衛(wèi)星可能在地質(zhì)上很活躍，只是它們釋放的離子可能被太陽風帶走了。”

天文學家對天王星的了解，目前還是基于旅行者 2 號曾經(jīng)飛越天王星時得到的數(shù)據(jù)，以及韋伯太空望遠鏡所拍到的隱藏的光環(huán)、衛(wèi)星、大氣層。

幸運的是，新的NASA的十年期行星調(diào)查項目已經(jīng)將第一個專用的天王星軌道器和探測器作為 NASA 的下一個大型任務。在 2030 年代初發(fā)射后，擬議中的航天器將在飛越期間對此顆冰巨星進行軌道巡航，并發(fā)送一個探測器以探索其大氣層。