科学家们最近发现,关于天王星的研究结果似乎比他们之前真正意识到的要复杂得多。
1986年,旅行者2号探测器从远方飞来,开始对太阳系中第七颗行星天王星进行探测。
不幸的是,在它进行这项工作期间,一场罕见的太空风暴突然爆发并导致所有数据失真,从而导致旅行者2号未能详细描述整个天王星系统。
然而,研究人员现在声称,这一事件本身就可能是一个令人惊讶的新发现。
旅行者2号和天王星风暴。1986年1月,卡尔·西根与他在东兰辛的密歇根州立大学的同事们密切关注着旅行者2号向他们传回的数据流。
作为旅行者2号主要科学家,西根一直认为,如果他能获得关于这些冰冷巨大卫星的信息,它们将会非常精彩。
然而,在旅行者2号飞越天王星期间,不寻常的事情发生了。
天王星的行星系统被认为是非常规的,因为旅行者2号前面的太阳系对象都是很活跃的地点,但天王星没有迹象表明会改变行星风暴周期。
1986年,间隔30年后影响旅行者2号飞越木卫二和土星,天王星经历了几场活跃的突然风暴。
仅仅在几小时内,西根和他的博士生约瑟夫·德特利奇都能看到明亮的蓝色点在观测到的影像中出现,这些蓝点代表着天王星的大气中风暴云团。
但是,就在这对西根的发现进行教育性分析时,更大的不幸发生了:一场更大的风暴从太阳上爆发,并在地球和旅行者2号之间爆炸地释放出能量。
这次事件被称为卡尔·西根及其同事们喜欢称之为“伟大的太阳风暴”,它掩盖了来自旅行者2号的数据,从而使它们无法从宇宙中的喧嚣中提取有关天王星的信息。
在过去的几十年里,西根和他的同事们不得不承认,在旅行者2号飞越天王星期间,这场大风暴几乎完全淹没了它所能检测到的大部分大气和其蓝绿色塔排云团。
最新研究带来了新数据,这些数据让西根认为他正确分析了这些风暴的周期,但研究另一个研究小组还表明,一些重要数据可能仍然失落。
这项研究小组由俄亥俄州立大学的科学家们组成,其中主要作者是一名研究生马克斯·阿巴斯曼,他们研究了一个关键视频,以查看从人类当前了解来看可能出现了什么问题。
该视频是由旅行者2号拍摄的一系列照片制成的,每张照片间隔一定时间。
根据阿巴斯曼及其同事提供的新数据,西根认为1986年1月发生的“伟大太阳风暴”并不是这对他的实验问题团队造成损失的全部原因。
相反,最新的分析表明,由于这种风暴异常强大,因此在这张特定照片拍摄期间,它也可能掩盖了一些作为副产品发射到空间同时冲击力更小的次要风暴,从而淹没了其他数据,并导致多个大气层图像丢失。
1986年1月,作者们最终将大气层的观测值重新修改为有效序列,并确定天王星大气层只有28%时间处于活动状态,而较少的大气层具有隐性的两个大气层。
但是,就在他们向《自然》杂志预印本发布之前,即2023年9月发布之前,如今,一个新的错误进一步推迟了他们已完成工作审阅。
太阳风暴影响。如今,这项新研究再次指出,在这次非常规风暴期间,天王星的日光照射量表明其接受太阳辐射的时间仅为4%而非28%。
这项新结果意味着什么?
阿巴斯曼说:“如果太阳光以这种现代速率照射天王星,我们甚至不确定有足够强度的巨大风暴会同时发生。”
这可能表明1986年1月特殊天气条件背后的原因是非常非常不同寻常,以及与以前的观测得出的广泛结论截然不同。
但是,这并不是这项研究带来的唯一新发现,因为随之而来的还有另一个意想不到的信息:发生巨型风暴期间,氨信号在天王星一颗卫星上消失,该卫星与该行星之间存在着重要联系。
因此,可能还有另一件事——即这些风暴可能影响它们对微小卫星上的任何海洋信号的检测能力。
阿巴斯曼自己的毕业论文正是要解决这一问题,而他认为有很多理由相信天王星的一颗海卫一上的海洋实际上可能仍然存在而未被发现。
他解释说,不像木卫二或伽利略其他三个外侧巨型卫星,那些巨型外侧卫星不太可能被内核加热,因此几乎没有任何候选迹象表明它们在海洋下方有固体石质内核。这种情况使探测极具挑战性,但木卫二仍然被侄子重创,因此有更强大的冲击力。
天王星卫星或存在水洋。但是海卫一并非如此;远离大行星并保留自己随时间演变的内核,在12个其他日间互相接触时,其内核几乎完全是冰,因此几乎没有任何潜力可以将海水转化为冰物质以形成陆地形式,只剩下大气或火山活动可以以替代方式结合形成固体材料以产生线索。
因此,阿巴斯曼认为,海卫一上很有可能有液态水氧。
他承认,如果有,那么其他事件也会丢失踪迹,但没有理由这样说,因为其它许多相关探测总是因为土星的大气屈服而被淹没。
最新研究仍然无法泄漏更多线索,但团队呼吁发送新的探测任务,以更全面地了解这一冰冷世界的每个细节。
阿巴斯曼和他的同事们写道:“我们删除了大部分小时,但仍保留了一些。”
“有些仍依赖于未来太空任务。”
这项研究最近发表在《自然天文学》杂志上。