تحلیل جدیدی از دادههای فضاپیمای وویجر ۲ که در سال ۱۹۸۶ از کنار سیاره اورانوس گذشت، نشان میدهد که این گذرگاه تاریخی ممکن است در شرایطی بسیار نادر و استثنایی رخ داده باشد. این یافته میتواند درک ما از مگنتوسفر اورانوس را که بر اساس همین یک برخورد شکل گرفته، بازنگری کند.
در ژانویه ۱۹۸۶، وویجر ۲ تنها فضاپیمایی بود که توانست اندازهگیریهای نزدیکی از اورانوس انجام دهد. گذرگاه وویجر ۲ در سال ۱۹۸۶ اولین و تنها بازدید نزدیک از این سیاره باقی مانده است. بخش عمدهای از تصویر نزدیک ما از اورانوس به همین یک گذرگاه منحصر به فرد بازمیگردد.
حال، تحلیلی که در اواخر سال ۲۰۲۴ منتشر شده، نشان میدهد که این برخورد ممکن است در روزی بسیار عجیب رخ داده باشد. این تحلیل، که در مجله نجوم طبیعت منتشر شده، به بررسی دادههای باد خورشیدی در زمان عبور وویجر ۲ میپردازد.
یافتههای وویجر ۲ در آن زمان شامل کشف قمرها و حلقههای جدید، و نقشهبرداری از یک میدان مغناطیسی بود که به طرز عجیبی کج و خارج از مرکز به نظر میرسید. اطراف سیاره، مگنتوسفری (حباب مغناطیسی که میدان سیاره در باد خورشیدی ایجاد میکند) قرار داشت که به نظر میرسید تقریباً خالی از پلاسما باشد، اما در عین حال کمربندهای غیرمعمولی از الکترونهای پرانرژی را در خود جای داده بود. از این تصویر لحظهای، این تصور شکل گرفت که اورانوس دارای مگنتوسفر شدید است.
این دو ویژگی (خالی بودن از پلاسما و وجود کمربندهای پرتوزا) هرگز به خوبی با هم جور در نمیآمدند. لیندا اسپیلکر، از دانشمندان مأموریت وویجر ۲ در زمان عبور و اکنون دانشمند پروژه وویجر، در این باره میگوید: “این گذرگاه پر از شگفتی بود،” او با اشاره به سردرگمی ناشی از رفتار غیرعادی و اندازهگیری لحظهای توسط وویجر ۲، این موضوع را بیان کرد.
جیمی یاسینسکی، فیزیکدان پلاسمای فضایی در آزمایشگاه پیشرانش جت ناسا، رهبری تیمی را بر عهده داشت که دادههای باد خورشیدی اطراف زمان برخورد را مجدداً بررسی کردند. آنها دریافتند که این گذرگاه در زمان فشردگی شدید رخ داده است. طبق تحلیل آنها، فشار دینامیکی باد خورشیدی حدود ۲۰ برابر بیشتر از یک هفته قبل از آن بوده است. “این گذرگاه در زمان اوج شدت باد خورشیدی در آن دوره هشت ماهه رخ داد،” یاسینسکی در این باره توضیح داد.
این تیم حدود هشت ماه دادههای باد خورشیدی در اطراف مدار اورانوس را بررسی کرد و تخمین زد که مگنتوپوز فشرده مشابهی تنها در کمتر از ۵٪ از زمان رخ میدهد. این رقم بر اساس تخمین احتمال تیم از دادههای باد خورشیدی وویجر به دست آمده است. اگر این تخمین نماینده شرایط باشد، معنای تصویر لحظهای گذرگاه را تغییر میدهد.
با در نظر گرفتن این فشردگی، دو ویژگی گیجکننده مگنتوسفر اورانوس کمتر شبیه به حالت عادی سیاره و بیشتر شبیه به آب و هوای فضایی به نظر میرسند. این تیم استدلال میکند که فشردگی میتوانسته پلاسما را از مگنتوسفر خارج کرده و در عین حال دینامیکهایی را که الکترونهای پرانرژی را به کمربندهای پرتوزا تغذیه میکنند، تشدید کند.
یاسینسکی معتقد است که اگر وویجر ۲ تنها چند روز زودتر رسیده بود، با یاسینسکی گفت “مگنتوسفر کاملاً متفاوتی” مشاهده میکرد. او این موضوع را به طور سادهتر اینگونه بیان کرد: “ما فقط آن را در این لحظه نادر زمانی گرفتیم.” “ما فقط آن را در این لحظه نادر زمانی گرفتیم.”
البته نباید این یافته را به این معنا تفسیر کرد که “همه آنچه میدانستیم اشتباه بوده است”. این مطالعه نحوه تفسیر ویژگیهای خاص مگنتوسفری را بازنگری میکند، نه تمام اندازهگیریهای وویجر ۲ را. با این حال، یاسینسکی گفت دانستن شرایط غیرعادی پیش از این، دانشمندان را وادار میکرد تا اندازهگیریهای گذرگاه را با دقت بیشتری مورد پرسش قرار دهند.
مسئله عمیقتر ساده است: وقتی فقط یک بار بازدید میکنید، تشخیص تفاوت بین “اورانوس معمولی” و “اورانوس در یک روز غیرمعمول” دشوار است.
سوالات باز شده فراتر از مگنتوسفر هستند. مشاهدات وویجر از کمبود پلاسما به حمایت از این ایده کمک کرده بود که قمرهای بزرگ اورانوس غیرفعال هستند. تحلیل جدید، فعالیت را محتملتر میسازد و همچنین نشان میدهد که تیتانیا و اوبرون معمولاً در داخل مگنتوسفر قرار دارند، که میتواند جستجو برای اقیانوسهای زیرسطحی را آسانتر کند.
برای رسیدن به پاسخ قطعی، باید دوباره به آنجا سفر کرد. نظرسنجی دهساله سیارهشناسی، مأموریت پرچمدار جدید اورانوس اوربیتر و پروب را به عنوان اولویت اصلی برای شروع در سالهای ۲۰۲۳-۲۰۳۲ تعیین کرده است. یافتهای مانند این، دلیلی مستقیم برای چرایی برتری یک مدارگرد که سیستم را در طول سالها رصد میکند، نسبت به هر گذرگاه منفرد است.
درس این ماجرا این نیست که وویجر ۲ اورانوس را اشتباه ثبت کرده است، بلکه این است که یک نقطه داده، که در یکی از عجیبترین روزهای احتمالی سیاره در آن ماه ثبت شده، هرگز برای شناختن ماهیت عجیب آن کافی نبوده است.
