Un análisis reciente de 38 años de datos de NASAviajero 2Astronave Proporcionó nuevos conocimientos sobre la magnetosfera única de Urano, según un estudio publicado el 11 de noviembre en la revista Nature Astronomy. Durante el sobrevuelo de la Voyager 2 en 1986, se descubrió que la magnetosfera de Urano estaba inesperadamente distorsionada por una explosión de viento solar. Los resultados indican que el campo magnético del planeta se comporta como ningún otro campo del sistema solar.
Los resultados resaltan estructuras magnéticas inusuales.
Jamie Jasinski, científico planetario del Jet Propulsion Laboratory de la NASA y Caltech, es el autor principal del libro. el estudiaSeñaló que el momento de la Voyager 2 coincidió con un intenso evento de viento solar, lo cual es poco común cerca de Urano. Se cree que esta presión sobre la magnetosfera de Urano, que sólo se observa en aproximadamente el 4% de los casos, es responsable de las mediciones únicas tomadas por la Voyager. Si la nave espacial hubiera llegado incluso una semana antes, señala Jasinski, estas condiciones probablemente habrían sido diferentes, lo que podría llevar a conclusiones alternativas sobre las propiedades magnéticas de Urano.
A diferencia de tierraUrano exhibe un complejo proceso magnético “abierto-cerrado”, influenciado por su extrema inclinación axial. Esta inclinación somete a Urano a las influencias del viento solar altamente variable, creando una magnetosfera que se abre y se cierra periódicamente.
Implicaciones para la futura exploración de Urano
Las conclusiones del estudio se extienden más allá del propio Urano, proporcionando información sobre el comportamiento magnético de sus lunas exteriores, incluidas Titania y Oberón. Resulta que estas lunas están ubicadas dentro de la magnetosfera de Urano en lugar de fuera de ella, lo que las convierte en candidatas para investigaciones en los océanos subterráneos mediante la detección de campos magnéticos. Como explicó Jasinski, estas condiciones facilitarían la detección de cualquier firma magnética que indique la presencia de líquido debajo de las superficies heladas de las lunas.
Si bien la Voyager 2 sigue siendo la única misión que visita Urano, los resultados del estudio subrayan el creciente interés en explorar el gigante de hielo con más detalle.
NASA misión viajera Me trajo puntos de vista sin precedentes. También trajo algunos acertijos.
Uno de ellos se produjo en 1986, cuando la sonda Voyager 2, parte de un dúo de… Viajero La nave fue enviada a las profundidades. espacio -Viaje en gigante de hielo. UranoUn mundo extraño gira de lado. Cuando pasó la misión, sus instrumentos detectaron una fuerte radiación alrededor de Urano, pero sorprendentemente no encontró ninguna fuente de partículas energéticas para alimentar estas zonas de radiación.
Durante décadas, la vigilancia ha sido un misterio. Pero ya no. Un análisis reciente de datos antiguos de la Voyager encontró un intenso viento solar: una corriente de partículas que salen volando de la Tierra. sol – Afectó las zonas alrededor de Urano y creó el anillo anormal.
“La nave espacial vio Urano en condiciones que sólo ocurren alrededor del 4 por ciento de las veces”, dijo Jimmy Jasinski, físico de la NASA que dirigió la nueva investigación publicada en la revista Science. astronomía de la naturalezaDijo en un comunicado.
Los gráficos a continuación ayudan a explicar lo que sucedió. el ama tierraUrano tiene una magnetosfera protectora: la región o cavidad que rodea al planeta y que alberga su campo magnético (estos campos magnéticos son creados por corrientes en los núcleos metálicos de los planetas). Campos magnéticos Protegiendo los planetas de las tormentas solares Y el viento, pero queda comprimido por esta poderosa corriente de partículas solares.
Cuando el viento solar golpeó la magnetosfera de Urano, comprimió la magnetosfera del planeta distante, comprimiendo el plasma (un gas caliente formado por partículas cargadas eléctricamente) que normalmente rodea a Urano. En cambio, el viento solar inyectó sus propias partículas en los cinturones de radiación alrededor de Urano. Esto explica por qué el entorno de Urano está tan expuesto a la radiación, pero no parece tener una fuente obvia de radiación.
Izquierda: Condiciones típicas alrededor de Urano, que muestran una región rica en plasma alrededor del planeta. Derecha: Las partículas del viento solar presionan la magnetosfera de Urano y expulsan el plasma del sistema. Fuente de la imagen: NASA/JPL-Caltech
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Estos resultados también indican que algunas de las cinco lunas de Urano no están muertas después de todo. La falta de plasma alrededor del planeta sugiere que las lunas no estaban geológicamente activas, porque a diferencia de otras lunas activas de nuestro planeta Sistema solar (Como la luna oceánica de Júpiter Europa), las lunas de Urano no parecen emitir moléculas de agua cargadas. Pero puede que este no sea el caso.
No hay misiones de regreso a Urano en el corto plazo, aunque el planeta, ubicado a 2,9 mil millones de kilómetros de distancia, se considera un objetivo prioritario para el futuro. NASA una tarea.
NASA Telescopio espacial Hubble La nave espacial New Horizons ha unido fuerzas para observar Urano, un planeta conocido por su misteriosa atmósfera. Desde su posición en la órbita terrestre baja, el Hubble capturó imágenes detalladas del planeta UranoLa atmósfera, incluidas las nubes y las tormentas, mientras New Horizons, situada a 6.500 millones de kilómetros de distancia, observaba el planeta como un pequeño punto. Estas observaciones combinadas brindan a los astrónomos información importante para obtener imágenes de exoplanetas distantes alrededor de otras estrellas, proporcionando un contexto esencial para futuras misiones.
Una perspectiva única para obtener imágenes de exoplanetas
La autora principal Samantha Hassler del MIT, que trabaja con el equipo New Horizons, explicó que la colaboración entre estas dos naves espaciales es un caso de prueba para observar exoplanetas distantes. La vista cercana de Urano del Hubble, combinada con las observaciones distantes de New Horizons, está ayudando a los investigadores a ver cómo podrían aparecer gigantes gaseosos similares a Urano cuando se observan desde años luz de distancia.
Información valiosa para futuras misiones
Las observaciones revelaron que Urano era más tenue de lo previsto en los datos de New Horizons, lo que proporcionó una nueva comprensión de cómo se refleja la luz en diferentes ángulos. Este descubrimiento tiene importantes implicaciones para futuras misiones como… NASAEl Telescopio Espacial Romano Nancy Grace y el Observatorio de Mundos Habitables, ambos se centrarán en el estudio de exoplanetas. Alan Stern, investigador principal de New Horizons en el Southwest Research Institute. Destacar Estos resultados contribuyen a comprender las atmósferas de planetas distantes y preparan a los astrónomos para futuras misiones destinadas a descubrir mundos habitables.
Científicos espaciales y planetarios se reunirán esta semana en el Centro de Vuelo Espacial Goddard en Greenbelt, Maryland, para definir el alcance de una nueva e innovadora misión de la NASA: el Orbitador y Sonda de Urano. El proyecto aún se está elaborando y requerirá enviar una nave espacial a la órbita de Urano y lanzar una sonda a la atmósfera del planeta. La nave espacial, que podría construirse y lanzarse dentro de una década, investigará la naturaleza de Urano, incluida su inclinación y su campo magnético inusuales. También buscará en las lunas del planeta signos de océanos ocultos y otros entornos potencialmente habitables.
Una misión de este tipo sería innovadora, ya que sería la primera en orbitar un planeta gigante helado. Se cree que los gigantes de hielo Urano y Neptuno son en su mayoría hielo, o quizás dominados por rocas, y tienen una química más exótica que Júpiter y Saturno, que como “gigantes gaseosos” están compuestos principalmente de hidrógeno y helio.1,2. Los gigantes de hielo son también el tipo más común de exoplaneta en la Vía Láctea.3. Con características que se sitúan entre las de los gigantes gaseosos, la Tierra y otros planetas terrestres, es importante saber cómo se forman y evolucionan estos sistemas.
Esta es la razón por la que el orbitador y la sonda de Urano Se dio prioridad al estatus En 2022, la Encuesta Decenal de Astrobiología y Planetaria de EE. UU. Está programada para ser dirigida por la NASA. En el taller de Goddard, los científicos estudiarán el alcance de la misión y considerarán su diseño, tecnología y costos.
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La misión ha estado en discusión durante algún tiempo y será emocionante verla comenzar a tomar forma. Pero, para asegurarnos de que funcione y se haga de la manera más rápida y económica posible, nos gustaría que otros también participen en su diseño. Como primer paso, invitamos a la Agencia Espacial Europea (ESA) a unirse al proyecto, por ejemplo, construyendo un módulo de aterrizaje de entrada, una posibilidad prevista en el informe decenal y evaluada por la ESA, pero aún no acordada.
La ventana para tal acuerdo se está cerrando rápidamente. allá Fuerte interés científico por llegar a Urano cerca de 2050Su posición en su órbita significa que la luz del sol iluminará completamente todas las partes del planeta en órbita y sus lunas en órbita. Dado un tiempo de desarrollo típico de 10 años para la misión principal, combinado con largos tiempos de sobrevuelo de Urano (12 a 15 años, dependiendo de la fecha de lanzamiento y el vehículo), esto requerirá que los trabajos en el orbitador y la sonda de Urano comiencen en los próximos meses. . Años.
La NASA ha dicho que espera comenzar a liberar fondos para la misión en 2026 o 2027. Por el contrario, el programa presupuestario actual de la ESA no incluye ninguna contribución significativa a la misión principal de la NASA en los próximos años. En nuestra opinión, se trata de una posición preocupante y miope, con repercusiones a largo plazo. esta es la razón.
Mundos distantes
Las motivaciones científicas para la misión a Urano son convincentes. Misiones dedicadas a Júpiter y Saturno, incluido Galileo, Juno Y Cassini-HuygensHan hecho importantes descubrimientos, incluidos océanos subterráneos en lunas heladas que pueden tener el potencial de albergar vida.4. Sin embargo, las imágenes de Urano y Neptuno sólo se han capturado brevemente hasta ahora, cuando la nave espacial Voyager 2 pasó por ellos en los años 1980.
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Se sabe poco sobre cómo se formaron estos gigantes de hielo. ¿Fue Urano un gigante gaseoso fallido que se formó demasiado tarde para acumular hidrógeno y helio antes de que se disipara la nebulosa gaseosa solar? ¿O fue creado mediante un proceso diferente, con más en común con los orígenes de la Tierra? ¿Se formó Urano cerca de Júpiter y luego se alejó de él, arrojando cometas al interior del sistema solar que finalmente llevaron agua a la Tierra, como sugieren las teorías? Encontrar las respuestas nos enseñará sobre el origen del sistema solar, así como sobre los sistemas que rodean estrellas distantes.
Medir la composición de la atmósfera de Urano determinaría las condiciones bajo las cuales se formó el planeta y mostraría cómo esas condiciones cambiaron con el tiempo.5. Se puede examinar la inclinación sorprendentemente grande del eje de rotación de Urano (casi paralelo al plano del sistema solar), así como la estructura interna y el campo magnético del planeta.1,2,6,7. La misión revelará el origen de los vastos anillos y lunas polvorientos de Urano8. Sobrevuelos repetidos podrían verificar si las lunas de Urano contienen océanos bajo la superficie, al igual que las lunas de Júpiter y Saturno.
Objetivos comunes
Con tanto conocimiento fundamental en juego, pedimos una participación más amplia de la comunidad científica planetaria en la planificación del orbitador y la sonda de Urano. La encuesta decenal de 2022 enfatizó la oportunidad de establecer asociaciones internacionales para este proyecto. Señaló que en 2021, un comité de científicos de alto nivel que asesoraban a la ESA sobre su plan a largo plazo (vuelo 2050) recomendó que la ESA intentara hacer una contribución de “nivel medio” a una misión orbital de un gigante de hielo dirigida por un socio internacional. La ESA ha evaluado la viabilidad de proporcionar una sonda de entrada, que estima se puede realizar con un presupuesto de misión de tamaño mediano de alrededor de 500 millones de euros (537 millones de dólares). Pero todavía no se ha hecho ningún compromiso.
La asociación entre la NASA y la Agencia Espacial Europea para explorar el sistema de Urano aportará ventajas a ambas agencias espaciales. Para la NASA, esto reduciría costos y facilitaría la obtención de herramientas. Para la ESA, esto brindará a los científicos europeos la oportunidad de participar en una misión pionera de primer nivel a un coste relativamente bajo. También mejorará la cooperación entre los dos continentes en esta larga misión, haciéndose eco del éxito de Cassini-Huygens, el esfuerzo robótico científicamente más prolífico hasta la fecha en la exploración del sistema solar exterior.
La Voyager 2 ha detectado extraños cúmulos de hielo y roca en Miranda, una luna de Urano.Fuente de la imagen: NASA/JPL-Caltech
Además, la falta de una participación europea significativa en una misión pionera, tal vez única en la vida, socavaría la gran comunidad de científicos, ingenieros y técnicos involucrados en la exploración espacial en toda Europa y que tienen un gran interés en los interplanetas y la búsqueda de planetas. Vida extraterrestre. También podría afectar a la misión en sí, porque la necesidad de la NASA de financiar tanto el orbitador como la sonda podría retrasar el inicio y la llegada de la misión, reduciendo su rendimiento científico.
Próximos pasos
Dados los largos cronogramas de construcción de la misión y los largos tiempos de viaje, instamos a la NASA a comenzar rápidamente a estudiar la misión Urano Orbiter and Probe. Esto generaría entusiasmo por una mayor cooperación internacional con la ESA y con las agencias espaciales nacionales que tienen relaciones de cooperación bien establecidas con la NASA, como la Agencia Japonesa de Exploración Aeroespacial en Japón y la Agencia Espacial de los Emiratos Árabes Unidos.
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También pedimos a la ESA que dé prioridad a la financiación para apoyar esta cooperación estratégica, basándose en éxitos anteriores a través de Cassini-Huygens y a una fracción del coste de la principal misión del gigante de hielo liderada por Europa. Contribuir con una sonda de entrada al proyecto aceleraría el cronograma de la misión, agregaría impulso internacional y reduciría los costos para la NASA. Todos obtendremos estos resultados cruciales más temprano que tarde y podremos visitar el sistema cuando esté completamente iluminado en lugar de en oscuridad parcial.
En ausencia de tal compromiso por parte de la ESA, una alternativa prometedora sería crear un consorcio de países europeos individuales que se encargarían de construir la sonda. Las limitaciones de recursos financieros probablemente limitarán el uso de instrumentación y tal vez la profundidad a la que dicha sonda puede penetrar, pero con un diseño cuidadoso, la sonda aún puede proporcionar datos importantes.
Es probable que la tensión entre los ambiciosos objetivos de exploración del sistema solar y las presiones presupuestarias siga siendo una realidad para Europa y Estados Unidos en el corto plazo. Una mayor cooperación internacional puede ser la clave que permita a la NASA y la ESA realizar sus planes y maximizar el rendimiento científico en una era de presupuestos limitados.
También allanaría el camino para otros avances. El programa de la ESA incluye apoyo para una misión importante para detectar vida en la superficie de Encelado, la luna de Saturno, a principios de la década de 2050, y una misión similar fue la segunda misión importante de alta prioridad identificada para la NASA en el Informe de estudio decenal de 2022 de la asociación NASA-ESA. del Orden Urano allanará ahora el camino para futuras misiones conjuntas.
