Ουρανός και (μαγνητοσφαιρικό) νερό!

Ο Ουρανός είναι ο έβδομος πλανήτης από τον Ήλιο. Βρίσκεται σε μία απόσταση περίπου 19 αστρονομικών μονάδων (υπενθύμιση: η Γη βρίσκεται σε 1 αστρονομική μονάδα), και η ακτίνα του στον ισημερινό είναι περίπου 25.560km (περίπου 4 φορές όσο της Γης). Είναι από τους πιο “πρωτότυπους/ιδιόρρυθμους” πλανήτες, καθώς ο άξονας περιστροφής του έχει κλίση περίπου 97°, δηλ, λίγο-πολύ είναι “ξαπλωμένος” στο επίπεδο περιφοράς του, όπως φαίνεται στην Εικόνα 1. Επίσης η αποστολή Voyager 2, στο πέρασμά της από τον Ουρανό, ανακάλυψε ότι το μαγνητικό δίπολο του Ουρανού ήταν έκκεντρο (περίπου 1/3 ακτίνα Ουρανού μακριά από το κέντρο του πλανήτη) και με μεγάλη κλίση, περίπου 60°, ως προς τον άξονα περιστροφής. Σαν μέτρο σύγκρισης το γήινο μαγνητικό πεδίο είναι περίπου 11° μακριά από τον άξονα περιστροφής της Γης και είναι περίπου 0.08 γήινες ακτίνες μακριά από το κέντρο της Γης, ενώ του Κρόνου είναι λιγότερο από 0.06° μακριά από τον άξονα περιστροφής του, και περίπου 0.03-0.05 ακτίνες Κρόνου μακριά από το κέντρο του πλανήτη. Η Εικόνα 1 δείχνει τον ιδιαίτερο προσανατολισμό του Ουρανού κατά τη διάρκεια της επίσκεψης του Voyager 2.

Μέχρι το 1986, λίγες μέρες πριν την διέλευση του Voyager από τον Ουρανό, ήταν γνωστά τα έξι κύρια και μεγαλύτερα Ουράνια φεγγάρια: Puck, Ariel, Miranda, Umbriel, Titania, και Oberon (σχηματικά στην εικόνα 2). Το μικρότερο μεταξύ τους είναι η Miranda με μέση ακτίνα περίπου 260km, ενώ το μεγαλύτερο είναι ο Oberon με μέση ακτίνα περίπου 760km – σαν μέτρο σύγκρισης, το φεγγάρι της Γης έχει μέση ακτίνα περίπου 1740km. Καθώς η επιφάνειά των φεγγαριών είναι καλυμμένη με παγωμένο νερό (λίγο ή πολύ), μέσω προσκρούσεων μικρομετεωρίτων, κάποια μόρια νερού θα εναποτεθούν από την επιφάνειά τους στην μαγνητόσφαιρα, όπου θα ιονιστούν, δημιουργώντας έτσι το Ουράνιο πλάσμα. Οπότε, θα περίμενε κανείς στην μαγνητόσφαιρα του Ουρανού να βρει ιόντα νερού – ή, καταχρηστικά, νερό. Αυτό ακριβώς περίμενε και η επιστημονική κοινότητα κατά τη διέλευση του Voyager από τον Ουρανό, αλλά…

Κατά τη διέλευση του το Voyager 2, απροσδόκητα, δεν ανίχνευσε καθόλου νερό, παρόλο που υπάρχουν οι κατάλληλες συνθήκες και μια καλή θεωρία να το υποστηρίζει. Έκτοτε υπήρξαν αρκετές απόπειρες για να εξηγηθεί αυτή η έλλειψη. Κάποιοι επιστήμονες υποστήριζαν ότι η μεγάλη κλίση του μαγνητικού διπόλου του πλανήτη, σε συνδυασμό με την μεγάλη κλίση του άξονα περιστροφής του (βλ. Εικόνα 1) δημιουργούσε ένα σύστημα όπου το πλάσμα το οποίο δημιουργόταν δραπέτευε αμέσως, δηλ. ο ρυθμός δημιουργίας πλάσματος ήταν μικρότερος από τον ρυθμό με τον οποίο το πλάσμα δραπετεύει. Άλλοι πάλι υποστήριζαν ότι η θεωρία για τον ρυθμό δημιουργίας ήταν τελείως λάθος και τελικά δεν παράγεται τόσο πλάσμα όσο νομίζαμε.

Πρόσφατα όμως, μια δημοσίευση* ανέφερε ότι απλά… ήμασταν άτυχοι. Ότι δηλαδή το Voyager έφτασε στον Ουρανό σε μία περίοδο όπου πολύ γρήγορος ηλιακός άνεμος συμπίεζε τρομερά την μαγνητόσφαιρα του Ουρανού, εκκενώνοντάς την από πλάσμα. Βάσει των υπολογισμών τους για τη δυναμική πίεση του ηλιακού ανέμου, η Ουράνια μαγνητόσφαιρα βρίσκεται σε κατάσταση τόσο ακραίας συμπίεσης αρκετά σπάνια, μόλις το 5% του χρόνου. Αυτή η συμπίεση ουσιαστικά εκκένωσε την μαγνητόσφαιρα (τουλάχιστον προσωρινά) από το πλάσμα. Εάν το Voyager 2 είχε φτάσει λίγες μέρες νωρίτερα ή αργότερα, η πίεση του ηλιακού ανέμου θα ήταν περίπου 20 φορές μικρότερη και ίσως να υπήρχε νερό στη μαγνητόσφαιρα του πλανήτη. 

Οπότε, ακόμα και σήμερα, το μυστήριο της ύπαρξης – ή μη – μαγνητοσφαιρικού νερού στον Ουρανό παραμένει άλυτο. Υπάρχουν όμως κάποιες εργασίες που υποστηρίζουν ότι ίσως έχει παρατηρηθεί μαγνητοσφαιρικό νερό, αλλά ακόμα δεν είμαστε σε θέση να είμαστε απόλυτα σίγουροι. Το ψάξιμο για νερό συνεχίζεται!

*Η δημοσίευση έχει τίτλο “The anomalous state of Uranus’s magnetosphere during the Voyager 2 flyby” (Jasinski et al., 2024). Μπορείτε να την διαβάσετε εδώ: https://www.nature.com/articles/s41550-024-02389-3 («ανοιχτή» και προσβάσιμη από όλους).