天王星磁層或每日經歷一次太陽風的洗禮

一項模擬天王星及其磁層的新研究表明,當這顆行星處於特定的角度時,很可能經歷一次太陽風的洗禮。科學家指出,這樣的發現,與旅行者號在 20 年前的觀察相吻合,但需要進一步的研究來確定結果。據悉,受多種因素的影響,天王星與太陽系內的其它行星都不太一樣,尤其是以近乎 90°「躺倒」的姿勢在軌道上自轉。

天王星磁層或每日經歷一次太陽風的洗禮

資料圖(來自:NASA / ESA)

很早的時候,科學家們就已經對天王星的自轉角度給出了解釋,稱這種奇怪的現象是受到了行星形成早期的某些因素影響。

天王星磁層或每日經歷一次太陽風的洗禮

研究配圖 – 1:1986 年 1 月 24 日,旅行者 2 號記錄的行星際磁場變化。

但是對於這種姿勢會對行星造成怎樣的日常影響,此前一直缺乏相關的探究,直到我們見到了近期發表於《地球物理研究雜志》上的這篇新文章。

天王星磁層或每日經歷一次太陽風的洗禮

研究配圖 – 2:XZ 等分點平面,紅色代表磁場線。

科學家解釋稱,基於行星及其磁層模型的新研究,可知太陽風會闖入並流過天王星的磁層,而不像其它行星那樣繞着磁層流動。

天王星磁層或每日經歷一次太陽風的洗禮

研究配圖 – 3

據悉,天王星自轉軌道相較於太陽軌道傾斜了 98°,因而其磁層也圍繞着行星的氣泡而屏蔽,但旋轉軸又偏離了近 60° 。

天王星磁層或每日經歷一次太陽風的洗禮

研究配圖 – 4

這種奇怪的組合,可能導致太陽粒子在行星磁場內部滑動,然而又不太恆定。為了了解太陽風與磁層之間的耦合機制,研究人員特地創建了一套數值模擬模型,以預測潛在有利於重新連接的位置。

天王星磁層或每日經歷一次太陽風的洗禮

研究配圖 – 5

結果表明,在春分和冬至季節,天王星都存在一個「開關狀」的磁層。在行星自轉的驅動下,其每日都在開放 / 封閉之間進行變化,約每 17.24 小時發生一次。

天王星磁層或每日經歷一次太陽風的洗禮

研究配圖 – 6:外環白色代表行星在 YZ 平面上的投影。

這種獨特的組合,可能還會產生其它效果,比如粒子流產生的極光。不過由於天王星距離地球太原,我們很難通過肉眼觀察到這一奇妙的天象。

有關這項研究的詳情,還請翻閱近日出版的《地球物理研究雜志:空間物理學》(第 122 卷 / 第 6 期),原標題為《天王星磁層的晝夜與季節變化》。

來源:cnBeta