|
Необычное вращение Урана
|
|
|
|
В нашей Солнечной системе Уран представляет собой геометрическую аномалию. Его ось вращения наклонена более чем на 90° относительно орбиты, поэтому он, по сути, катится на боку в пространстве. В отличие от него, Земля и другие планеты наклонены лишь умеренно или вовсе не наклонены. Более того, магнитное поле ледяного гиганта странным образом смещено и наклонено еще на 60°.
|
|
|
|
Эти крайние асимметрии означают, что взаимодействие между магнитным полем Урана и солнечным ветром — заряженными частицами, постоянно исходящими от Солнца во всех направлениях, — также является причудливым. На Земле и других планетах граница, где солнечный ветер сталкивается с магнитным полем планеты и резко замедляется, образуя турбулентную ударную волну, известную как ударная волна, относительно стабильна. Но на Уране ударная волна очень динамична, меняя форму и размер в течение каждого уранского дня, подобно расширению и сжатию дышащих легких.
|
|
|
|
Однако точные масштабы и основные факторы, определяющие «дыхание» ударной волны Урана, до сих пор оставались неясными. Теперь, используя передовые компьютерные модели и данные космического аппарата НАСА «Вояджер-2», С. Цао и его коллеги количественно оценили специфику этих ежедневных изменений в статье, опубликованной в журнале AGU Advances.
|
|
|
|
|
|
|
Исследователи использовали трехмерную многожидкостную магнитогидродинамическую модель — инструмент, который они недавно разработали для изучения взаимодействия магнитосфер планет с солнечным ветром. Для этих моделей они включили наблюдения, сделанные «Вояджером-2» в 1986 году во время его пролета мимо Урана. Они запустили модель в условиях равноденствия Урана — части его 84-летней орбиты, когда Солнце находится непосредственно над экватором, и расширение и сжатие ударной волны наиболее сильны.
|
|
|
|
Моделирование точно показало, как ударная волна Урана изменяется в размерах и форме в течение полных суток. Чтобы изолировать роль вращения планеты, исследователи провели несколько симуляций в условиях устойчивого, неизменного солнечного ветра. Регулярный суточный паттерн сохранялся, что позволяет предположить, что именно вызванная вращением ежедневная перестройка геометрии магнитного поля, а не изменения солнечного ветра, является основной причиной «дыхания» планеты.
|
|
|
|
В отличие от этого, на Земле изменения солнечного ветра являются основным фактором изменчивости ударной волны, при этом лишь небольшие суточные колебания возникают из-за небольшого угла между осью вращения Земли и её магнитным полем.
|
|
|
|
Эти результаты могут помочь в планировании будущих космических миссий к Урану и способствовать пониманию ударных волн многочисленных экзопланет-ледяных гигантов, обнаруженных по всей галактике.
|
|
|
|
Источник
|
