Разгадана тайна рекордных радиационных поясов Урана?

Ученые, возможно, раскрыли давнюю загадку необычайно интенсивных радиационных поясов Урана.

Новый анализ данных «Вояджера-2» предполагает, что временное событие космической погоды могло сделать электронный радиационный пояс планеты гораздо мощнее обычного в момент пролета зонда. Это открытие помогает объяснить, почему пояс оказался настолько сильнее, чем предсказывали модели.

Радиационные пояса формируются в результате взаимодействия солнечного ветра с магнитным полем планеты. Солнце испускает постоянный поток протонов и электронов из своей внешней атмосферы (короны). Для планет, имеющих глобальное магнитное поле, как Земля и Уран, часть этих энергичных заряженных частиц захватывается магнитосферой.

В январе 1986 года «Вояджер-2» пролетел мимо Урана и измерил силу его радиационных поясов. В то время как ионный пояс оказался немного слабее ожидаемого, электронный радиационный пояс был чрезвычайно интенсивным — близким к максимально возможному для Урана пределу. С тех пор ученые пытались понять причину этого явления.

«Наука сильно продвинулась со времен пролета «Вояджера-2», — заявил в своем обращении Роберт Аллен, космический физик из Юго-Западного исследовательского института (SwRI) и соавтор нового исследования. — Мы решили применить сравнительный подход, сопоставив данные «Вояджера-2» с наблюдениями за Землей, сделанными за последние десятилетия».

Земля против Урана

В исследовании, опубликованном в ноябре 2025 года в журнале Geophysical Research Letters, Аллен и его коллеги заново проанализировали данные «Вояджера-2», собранные во время пролета Урана. Они обнаружили несколько сходств между этими данными и информацией, полученной с земной орбиты во время события космической погоды в 2019 году.

Команда пришла к выводу, что необычно интенсивный радиационный пояс Урана мог быть вызван «областью ко-вращающего взаимодействия». Это явление возникает, когда высокоскоростные потоки солнечного ветра нагоняют более медленные. По мнению исследователей, данный феномен мог ускорить электроны и добавить энергии радиационному поясу.

«В 2019 году на Земле наблюдалось подобное событие, которое вызвало колоссальное ускорение электронов в радиационном поясе, — пояснила соавтор исследования, космофизик SwRI Сара Вайнс. — Если аналогичный механизм взаимодействовал с системой Урана, это объясняет, почему «Вояджер-2» зафиксировал всю эту неожиданную дополнительную энергию».

Если это так, то возникает еще больше вопросов о физике магнитосферы Урана и её взаимодействии с солнечным ветром, включая стабильность радиационного пояса во время экстремальных сезонов, вызванных сильным наклоном оси вращения планеты. Космический аппарат на орбите Урана, собирающий данные из разных частей магнитосферы, мог бы помочь найти ответы, отмечают ученые.

«Это еще одна веская причина отправить миссию к Урану, — заявил Аллен. — Наши выводы имеют важные последствия для понимания аналогичных систем, например, Нептуна».

Данное открытие меняет наше понимание динамики внешних планет-гигантов. Оно подчеркивает, что «мгновенный снимок», сделанный «Вояджером-2», мог запечатлеть Уран в уникальный, аномально активный момент его космической жизни, а не его обычное состояние. Это ставит под вопрос многие прежние предположения, основанные на единичном пролете.

Будущая орбитальная миссия к Урану стала бы прорывом. Она позволила бы не только изучить структуру и изменчивость его радиационных поясов в долгосрочной перспективе, но и детально исследовать, как наклоненная и «качающаяся» магнитосфера планеты фильтрует и преобразует энергию солнечного ветра. Подобные знания имеют не только фундаментальное значение для планетологии, но и важны для оценки радиационной опасности при планировании любых будущих пилотируемых или автоматических миссий во внешнюю часть Солнечной системы.

Таким образом, разгадка 40-летней тайны «Вояджера-2» не ставит точку, а, наоборот, открывает новую главу в изучении ледяных гигантов, делая миссию к Урану одним из самых приоритетных направлений в современной космической науке.