Uran i jego niezwykłe pole magnetyczne

Prawie 50 lat temu Uran został odwiedzony przez sondę Voyager 2. Odkryła ona wówczas, że w przeciwieństwie do większości planet, pole magnetyczne gazowego olbrzyma jest odchylone o około 60° od jego osi obrotu i ma ono różną siłę.

Pole magnetyczne Urana

.Jak wskazują najnowsze badania, naukowców z American Geophysical Union, pod kierownictwem M. Acevskiego, opublikowane w czasopiśmie Geophysical Research Letters, odchylone pole magnetyczne planety może być również przyczyną innego ciekawego odkrycia misji Voyager 2.

Planeta z silnym polem magnetycznym może wychwytywać naładowane cząstki z kosmosu, które następnie dryfują wokół planety w tak zwanym pasie radiacyjnym. Instrumenty sondy kosmicznej wykryły pasy promieniowania protonowego wokół Urana, znacznie słabsze niż przewidywano – około 100 razy niższe niż oczekiwana górna granica. Naukowcy wykorzystali nowe modelowanie, aby zbadać, dlaczego tak się dzieje.

Większość struktur pola planetarnego można modelować za pomocą pola dipolowego (układ dwóch różnoimiennych ładunków elektrycznych lub biegunów magnetycznych, wytwarzający pole), ale naukowcy dodali do swojego założenia bardziej złożone pole kwadrupolowe (jedna z sekwencji konfiguracji ładunku elektrycznego, prąd lub masy grawitacyjnej, które mogą istnieć w idealnej formie, ale zazwyczaj jest to tylko część bardziej złożonej struktury), aby naśladować magnetyczną asymetrię osiową planety. Wykorzystali oni algorytm Boris (często używany do symulacji ruchów cząstek w polu elektromagnetycznym) do modelowania ścieżek naładowanych cząstek, jakie posiada Uran w swoim sąsiedztwie.

Badania Voyager 2

.Astronomowie odkryli, że cząstki zmieniają prędkość w różnych punktach swoich orbit, gdy poruszają się przez silniejsze i słabsze obszary asymetrycznego pola magnetycznego. Efekt ten pojawia się tylko wtedy, gdy pole magnetyczne jest modelowane za pomocą dodatkowego pola kwadrupolowego.

Badacze twierdzą, że obszary o zwiększonej prędkości rozpraszają cząstki, zmniejszając ich gęstość nawet o 20 proc. w niektórych regionach wokół planety. Sugerują oni, że Voyager 2 mógł przelecieć przez taki obszar o niskiej gęstości, co może wyjaśniać, dlaczego statek znalazł mniej cząstek w pasach radiacyjnych niż oczekiwano.

Nie wyjaśnia to jednak w pełni słabości pasów radiacyjnych zaobserwowanych przez sondę. Dane te mogą jednak pomóc naukowcom w wyjaśnieniu mechanizmu stojącego za odkryciami Voyagera 2 i dostarczyć nowych danych teoretycznych na temat wpływu pola magnetycznego jakie posiada Uran.

Z gwiazd powstaliśmy, w gwiazdy się obrócimy

.Członek Polskiego Towarzystwa Astronomicznego, Piotr KOŁACZEK-SZYMAŃSKI, na łamach „Wszystko co Najważniejsze” twierdzi, że: „Pod koniec swojego życia gwiazda wykonuje gwałtowne oscylacje. W skali setek lub tysięcy lat doznaje gwałtownych rozprężeń, staje się wyraźnie większa i chłodniejsza, a następnie się kurczy. Jej powierzchniowe obszary są przyciągane zbyt słabo i „odlatują” od niej. Rozpad następuje warstwowo. Trwa to przez tysiące lat. Jedyne, co pozostaje, to jądro, biały karzeł złożony z węgla i tlenu, otoczony przez gaz, który powstaje w procesie odpadania warstw”.

„Mniejsze gwiazdy kończą swój żywot na etapie spalania węgla i tlenu. Gwiazdy masywniejsze są tak ciężkie, że w pozostających z nich białych karłach dochodzi do takiego wzrostu temperatury, że nawet tlen i węgiel spalają się i przechodzą w kolejne pierwiastki. Gwiazda staje się czerwonym nadolbrzymem. Na samym końcu tego procesu, bezpośrednio przed eksplozją supernowej, w jej jądrze pojawia się żelazo. Od tego momentu gwiazda nie może generować więcej energii. Po raz kolejny dochodzi do stanu krytycznego w jej życiu – zaczyna się rozpadać”.

„W pewnym momencie w jądrze robi się tak gęsto, że nawet elektrony pełzające wokół atomów żelaza nie mogą już dłużej tego robić. Zaczyna się proces neutronizacji materii. Elektrony wnikają w jądro atomów i zamieniają protony w neutrony. Żelazo zostaje zniszczone – powstaje gwiazda neutronowa”.

„Jądro gwiazdy neutronowej kurczy się i jednocześnie staje się sprężyste. Odbija się od zewnętrznej materii gwiazdy jak piłka. Powoduje to powstanie dużej fali uderzeniowej. Napór materii z zewnątrz jest tak duży, że powoduje zatrzymanie fali uderzeniowej w miejscu, w wyniku czego gwiazda zaczyna się niebywale rozgrzewać. Wskutek tego wybuchowego, deflagracyjnego spalania się powstaje duża część układu okresowego pierwiastków. Materia po śmierci gwiazdy, składająca się z pierwiastków ciężkich, może zasilić nowo powstające gwiazdy i planety”.

„Pierwiastki, z których się składamy, na przykład węgiel, azot i tlen, powstają dzięki śmierci mało masywnych gwiazd, jak nasze Słońce. W wyniku eksplozji supernowej powstaje tlen. Nasze ukochane złoto i srebro są efektem procesu jeszcze rzadszego – „zlania się” dwóch gwiazd neutronowych. Każdy atom węgla, tlenu i azotu w naszym ciele – kiedyś był obecny we wnętrzu gwiazdy. Bez nich nie moglibyśmy zaistnieć. Nasze życie powstało za sprawą gwiazd” – pisze Piotr KOŁACZEK-SZYMAŃSKI w tekście „Z gwiazd powstaliśmy, w gwiazdy się obrócimy„.

Oprac. EG