Problem w tym, że reszta środowiska magnetycznego Urana wyglądała zaskakująco pusto, jakby brakowało paliwa do nakręcania takiego piekła. Teraz pojawiło się spójne wyjaśnienie: Voyager 2 mógł trafić na Urana w bardzo nietypowym momencie.
Dlaczego Uran w ogóle miał prawo zaskoczyć?
Uran jest dziwny już na starcie: ma ekstremalnie nachyloną oś obrotu i nietypowo ustawione pole magnetyczne, dodatkowo przesunięte względem środka planety. To oznacza, że jego magnetosfera – bańka pola magnetycznego, która osłania planetę przed wiatrem słonecznym – zachowuje się inaczej niż u Ziemi czy nawet Jowisza. Jeden przelot sondy to w takim środowisku trochę jak zrobienie jednego zdjęcia w środku burzy i próba opisania całej pogody na tej podstawie.
A jednak to jedno zdjęcie było tak wyraziste, że przez lata wyznaczało narrację: pasy promieniowania elektronowego Urana są potężne, a jednocześnie magnetosfera wydaje się nietypowo uboga w plazmę, która zwykle zasila i kształtuje takie pasy. To zestawienie brzmiało jak sprzeczność – jakby ktoś odpalił reflektory, ale zapomniał o elektrowni.
Nowa analiza sugeruje, że kluczem nie jest stała cecha Urana, tylko krótkotrwałe zdarzenie pogodowe w kosmosie. Chodzi o tzw. współrotujący obszar oddziaływania (CIR) – miejsce, gdzie szybszy strumień wiatru słonecznego dogania wolniejszy, ściska go i miesza, podkręcając warunki w całym otoczeniu. Taki układ potrafi działać jak kompresor: zwiększa energię w systemie i uruchamia procesy przyspieszające cząstki.
Porównania z obserwacjami z okolic Ziemi, m.in. z jednego z mocnych epizodów z ostatnich lat, pokazują, że CIR potrafi gwałtownie zwiększyć energię elektronów w pasach radiacyjnych. W scenariuszu dla Urana wygląda to tak: Voyager 2 przyleciał akurat wtedy, gdy do magnetosfery dotarł taki pakiet wiatru słonecznego, a cały układ na chwilę przeszedł w tryb turbo. To tłumaczyłoby, dlaczego instrumenty zobaczyły coś bliskiego maksymalnej możliwej intensywności promieniowania elektronowego.
Chóralne fale i kosmiczny akcelerator
Najciekawsze jest to, że nie chodzi wyłącznie o sam napływ energii, ale o mechanikę dopalania. W danych z przelotu odnotowano wyjątkowo silne fale elektromagnetyczne w magnetosferze – takie, które w ziemskich warunkach są znane z tego, że potrafią błyskawicznie przyspieszać elektrony. To trochę jak trening interwałowy dla cząstek: seria kopnięć energii, która w krótkim czasie robi ogromną różnicę.
Dawniej sądzono, że podobne fale powinny raczej wymiatać elektrony z pasów i prowadzić do ich utraty w atmosferze. Tymczasem nowe spojrzenie sugeruje, że w odpowiednich warunkach – zwłaszcza gdy układ dostaje energetyczny impuls z zewnątrz – efekt może się odwrócić: fale nie tyle sprzątają, co budują pas promieniowania, podnosząc energię elektronów do wartości, które dla elektroniki sondy brzmią jak ostrzeżenie, nie jak ciekawostka.
Jeśli Voyager 2 zobaczył Urana w złym (albo najlepszym) momencie, to mamy bardzo ważny wniosek: nie da się z jednego przelotu wyprowadzać stałej charakterystyki promieniowania i dynamiki magnetosfery. Uran może być bardziej zmienny, niż przez lata zakładano, a jego pasy radiacyjne mogą przechodzić fazy, od względnie spokojnych po naprawdę brutalne, w zależności od tego, co akurat przywieje Słońce.
To ma praktyczne konsekwencje. Każda przyszła misja w okolice Urana będzie musiała brać pod uwagę prognozę kosmiczną jako czynnik ryzyka: dla instrumentów, dla trajektorii, dla planowania czasu pracy w najtrudniejszych obszarach. Jednocześnie to świetna wiadomość dla nauki: skoro takie zdarzenia potrafią przeorać magnetosferę, to orbiter, który obserwuje planetę długo i z wielu stron, mógłby wreszcie pokazać pełną skalę jej zachowań i odpowiedzieć, czy Uran jest anomalią, czy po prostu został źle sfotografowany.
Jeżeli to wyjaśnienie się utrzyma, Uran przestaje być tym, który ma niewytłumaczalnie koszmarne promieniowanie i staje się planetą, którą trzeba oglądać w czasie, nie w kadrze. A to z automatu podnosi stawkę w dyskusji o kolejnych misjach: nie chodzi już tylko o piękne zdjęcia i atmosferę, ale o zrozumienie całego układu – od Słońca po pasy radiacyjne. I o to, żeby następnym razem nie trafić przypadkiem na planetę w trybie turbo… chyba że właśnie na to liczymy.