Учени разгадаха тайна на Уран, за коeто се бориха в продължение на почти 40 години

В една от бъдещите мисии през 2032 година ще бъде изпратена сонда до Уран, понеже учените са обезпокоени от факта на бързото охлаждане на термосферата на тази планета, която е намалила температурата си наполовина от 1986 година насам. Това не се наблюдава при нито една планета в Слънчевата система и тази аномалия изисква проучване.

Нова работа на учените изглежда е помогнала да се намери отговор на тази загадка, което може да наложи промяна в целите на мисията.

Космическа сонда е прелитала близо до Уран само веднъж. Това се случи през 1986 година по време на мисията на НАСА „Вояджър 2“. Наред с други измервания автоматичната междупланетна станция оцени температурата на термосферата на Уран – област от пространството на височина до 50 000 километра над него. Атомите и молекулите в тропосферата на Уран се нагряват по същия начин, както частиците в земната термосфера – благодарение на енергията на ултравиолетовото излъчване от Слънцето.

Според информацията, предадена на Земята от „Вояджър 2“, температурата в горните слоеве на термосферата на Уран е достигнала 500°C.

За сравнение, в земната термосфера частиците се нагряват до 1500 и дори 2000°C. Екипажът на МКС не е изпържен само защото термосферата е много, много разредена.

В мисията ще бъде възможно също така да се измери температурата на термосферата на Уран от Земята. Свободно летящите водородни йони там излъчват фотони в близкия инфрачервен диапазон, които свободно преминават през атмосферата на нашата планета и позволяват да се правят измервания от разстояние. Такива измервания се правеха редовно и всеки път смайваха учените – термосферата на Уран постоянно ставаше по-студена, независимо от 11-годишните цикли на слънчевата активност и сезонните промени, така че днес тя е станала два пъти по-студена, отколкото по време на прелитането на „Вояджър 2“. В ново изследване на екип от учени под ръководството на д-р Адам Мастърс от катедрата по физика в Имперския колеж в Лондон се дава разумно обяснение на температурната аномалия.

Според авторите температурата на термосферата на Уран се определя от енергията на слънчевия вятър, а не от фотоните, както е в случая със земната термосфера.

От 1990 година насам е регистрирано постоянно средно отслабване на налягането на слънчевия вятър, представен главно от слънчеви електрони, протони, атоми и тежки йони. Както доказват авторите на статията, намаляването на налягането на слънчевия вятър върху магнитосферата на Уран я кара да се разширява и по този начин влияе върху температурата на термосферата. В условията на Земята (буквално на една ръка разстояние от Слънцето) това се компенсира чрез нагряване на планетата от фотоните на звездата.

Светлината на Слънцето достига до Уран в малък обем и не може да повлияе на нагряването на неговата газова обвивка. Ето защо, лишена от налягането на слънчевия вятър, газовата обвивка на Уран се разширява и за слънчевата плазма става по-трудно да достигне до повърхността на планетата и да ѝ предаде своята енергия (нагряване), което води до охлаждане, изразяващо се в охлаждане на термосферата на Уран.

Интересно практическо приложение на това явление е, че по този начин можем да изучаваме екзопланети в други звездни системи, като правим изводи за магнитосферите на екзопланетите и възможността за възникване на живот на тях, защото магнитосферата е защита срещу йонизиращото лъчение. Тя е тази, която трябва да се търси на първо място, за да се направят правилни заключения за пригодността на планетите за биологичен живот.