Ледяной гигант Уран остается одной из наименее изученных планет Солнечной системы. Однако перед тем, как отправить к нему исследовательскую миссию, стоит ответить на закономерный вопрос: какие именно приборы принесут наибольшую пользу при исследовании загадочного мира? Авторы нового исследования считают перспективным использование детекторов энергетически нейтральных атомов.
Энергетически нейтральные атомы (ENA) образуются, когда быстро движущийся положительно заряженный ион сталкивается с нейтральной частицей и «крадет» у нее электрон. Получившийся нейтральный атом сохраняет высокую энергию, но теперь, не имея заряда, освобождается от влияния магнитного поля и летит по прямой.
Измеряя детектором количество, направления полета и уровни энергии таких атомов, ученые могут создавать трехмерные изображения, раскрывающие структуру и динамику магнитных систем. ENA-детекторы уже углубили понимание космической среды вокруг Земли, Марса, Сатурна и Солнца, а также взаимодействий на краю Солнечной системы.
До недавнего времени оставалось неясным, будет ли полезна ENA-визуализация при изучении Урана, чья магнитосфера отличается особой сложностью: магнитное поле у него сильно смещено и наклонено относительно оси вращения, а вокруг планеты и ее ледяных лун находится облако нейтральных частиц.
Международная команда специалистов провела моделирование, которое показало, что энергетически нейтральные атомы действительно можно обнаружить у Урана, и их изучение способно дать ценную информацию о сложной магнитосфере планеты.
В симуляции использовались реалистичные параметры, основанные на известных данных об Уране. Ученые смоделировали, что мог бы увидеть детектор, подобный установленному на зонде Cassini у Сатурна, если бы он находился на борту Вояджера-2 во время его краткого пролета мимо Урана в 1986 году.
Результаты указывают на высокую вероятность того, что такой детектор зафиксировал бы энергетически нейтральные атомы, образующиеся при столкновениях протонов с нейтральными частицами, покидающими атмосферу планеты. Это помогло бы лучше понять строение магнитосферы Урана. Поскольку распределение протонов в ней изучено плохо, авторы работы проверили несколько сценариев, и даже в самом худшем из них ENA оставались обнаружимыми.
Ученые считают, что результаты моделирования могут служить убедительным обосновыванием необходимости включения ENA-детекторов в будущие миссии к Урану: такие приборы существенно расширят научные возможности экспедиции к далекому ледяному гиганту.
Ранее ученые обнаружили неизвестную форму материи в недрах Нептуна и Урана.
Источник: hi-tech.mail.ru