Die Atmosphäre von Uranus lässt buchstäblich Gas in den Weltraum entweichen

Der arme alte Uranus scheint einfach keine Pause zu machen. Schon was brachte den Planeten auf die Seite , sodass seine Umlaufbahn senkrecht zu denen der anderen Planeten des Sonnensystems verläuft. Es riecht wahrscheinlich schrecklich . Und jetzt haben Wissenschaftler herausgefunden, dass die Atmosphäre von Uranus in den Weltraum entweicht.

In den Daten der historischen Begegnung von Voyager 2 mit dem Eisplaneten im Jahr 1986 und bisher unentdeckt verbarg sich das Vorhandensein eines Plasmoids – einer Tasche atmosphärischen Materials, das durch das Magnetfeld des Planeten von Uranus weggeschleust wird.

Es ist das erste Mal, dass ein Plasmoid im Zusammenhang mit einem Eisriesen entdeckt wurde, und es zeigt uns nicht nur, dass die Atmosphäre von Uranus undicht ist. Es enthüllt auch einige der Dynamiken des eigentümlichen, verdrehten Magnetfelds dieses Planeten.

Tatsächlich sind undichte Atmosphären keine Seltenheit. Es heißt atmosphärische Flucht , und so geht's Mars , zum Beispiel, verwandelte sich von einem unserer Meinung nach recht feuchten Planeten in eine staubige, karge Einöde. Venus es tritt Wasserstoff aus. Jupiter Der Mond Io und der Saturnmond Titan sind undicht. Sogar die Erde verliert etwas 90 Tonnen atmosphärisches Material pro Tag (keine Sorge, wir haben rund 5.140 Billionen Tonnen , es wird lange dauern, bis es vollständig verschwindet).

( David Stern, Reviews of Geophysics, 1996 )

Es gibt mehrere Mechanismen, durch die dies geschehen kann, einer davon sind Plasmoide. Hierbei handelt es sich um große, zylindrische Blasen aus Plasma – ionisiertem Gas –, die durch magnetische Feldlinien gebunden sind, die von der Sonne wegströmen, der Region, die als Magnetschweif bekannt ist. Das Bild oben zeigt, wie das für die Erde aussieht.

Ionen aus der Atmosphäre werden entlang des Magnetfelds in diesen Bereich gelenkt. Wenn der Sonnenwind dazu führt, dass das Magnetfeld an der der Sonne zugewandten Seite – dem Bugschock – unterbrochen wird, schlagen sie herum und verbinden sich im Schwanz wieder. Abschnüren rotierender Plasmoide . Einige der Ionen prallen zurück zum Planeten (wobei sie auf der Erde Folgendes erzeugen: Polarlichter ), und das Plasmoid rast in die entgegengesetzte Richtung davon und nimmt dabei die atmosphärischen Ionen mit.

Für die Erde ist das ziemlich einfach und gut verständlich. Und es gibt Hinweise darauf, dass der Sonnenwind täglich Plasmoide vom Mars reißt auf eine etwas andere Art und Weise , da der Mars kein globales Magnetfeld hat.

Aber Uranus ist ein kniffliges Biest von einem Planeten, und seien wir ehrlich, sein Magnetfeld ist ein reines Durcheinander.

Während das Erdmagnetfeld mehr oder weniger mit der Ausrichtung des Planeten übereinstimmt, ist das von Uranus vollständig seitwärts verdreht, wobei die Magnetpole um 59 Grad von den geografischen Polen abgewinkelt sind. Und es ist nicht einmal zentriert. Wenn man eine Linie zwischen diesen beiden Polen ziehen würde, würde sie das Zentrum von Uranus um einiges verfehlen.

Es gibt sogar Hinweise darauf, dass das Magnetfeld öffnet nachts und schließt tagsüber . Im Ernst, schauen Sie sich das an. Wer hat sich das ausgedacht?

( Wikimedia Commons/Public Domain )

Es war dieses Durcheinander eines Magnetfelds, das die Aufmerksamkeit der Astronomen Gina DiBraccio und Dan Gershman vom Goddard Space Flight Center der NASA auf sich zog, die potenzielle Planetenmissionen planten und dachten, diese besondere Kuriosität wäre ein guter Ausgangspunkt.

Sie untersuchten die vom Magnetometer der Voyager 2 im Januar 1986 gesammelten Daten mit einer höheren Auflösung als bei allen früheren Untersuchungen, als sie ein Wackeln in den Daten bemerkten, einen Ausschlag im Magnetfeld.

Sie haben die Daten verarbeitet und sind zu dem Schluss gekommen, dass ja. Obwohl Uranus ein seltsam verzerrtes, wackeliges Magnetfeld hat, stellte dieser Punkt tatsächlich ein Plasmoid mit einer Länge von etwa 204.000 Kilometern und einem Durchmesser von 400.000 Kilometern (127.000 mal 250.000 Meilen) dar, das wahrscheinlich voller ionisiertem Wasserstoff war und sich vom Planeten entfernte.

Und dies enthüllt einige neue Informationen über dieses Magnetfeld. Nach der Analyse der Forscher zeigt sich, dass sich das Magnetfeld von Uranus am Schweif wieder verbindet, wie das der Erde. Es deutet auch darauf hin, dass innere Kräfte eine Rolle in der magnetischen Dynamik des Planeten spielen.

Und natürlich enthüllt es einen Mechanismus, durch den Uranus eine beträchtliche Menge an Masse verlieren könnte, die durch Plasmoide abtransportiert wird.

Die für diese Analyse verwendeten Voyager-Daten sind über zwei Jahrzehnte alt. Die Forscher schlagen daher vor, dass der beste Weg, mehr herauszufinden, darin besteht, eine weitere Sonde zu schicken, um alles zu überprüfen.

„Die Natur der magnetosphärischen Zirkulation und der Massenverlustprozesse bleiben herausragende und wesentliche Themen sowohl bei Uranus als auch bei Neptun.“ sie schrieben in ihrer Zeitung .

„Um die relativen Beiträge der Planetenrotation und des Sonnenwindantriebs zur Antriebsdynamik des globalen Plasmas endgültig zu bestimmen, werden neue In-situ-Messungen erforderlich sein.“ Bis dahin warten die rätselhaften Eisriesen-Magnetosphären auf weitere Erforschung.“

Die Forschung wurde veröffentlicht in Geophysikalische Forschungsbriefe .