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了解天王星的“呼吸”弓震
这颗冰巨星的自转导致边界每天都在膨胀和收缩，其磁场使太阳风减慢。
来源:Eos杂志在我们的太阳系中，天王星是一个几何怪人。它的自转轴与轨道倾斜超过 90°，因此它本质上是在太空中侧滚。相比之下，地球和其他行星仅适度倾斜或根本不倾斜。更重要的是，这颗冰巨星的磁场奇怪地偏移并倾斜了 60°。
这些极端的不对称性意味着天王星磁场和太阳风（带电粒子不断从太阳向各个方向流出）之间的相互作用也是古怪的。在地球和其他行星上，太阳风撞击行星磁场并突然减速形成湍流冲击波（称为弓形激波）的边界相对稳定。但在天王星，弓形激波是高度动态的，在天王星的每一天都会改变形状和大小，就像呼吸肺部的扩张和收缩一样。
然而，天王星弓形激波“呼吸”的确切范围和潜在驱动因素迄今为止尚不清楚。现在，Cao 等人利用先进的计算机模拟和 NASA 航行者 2 号航天器的数据，量化了这些日常重复变化的细节。
研究人员使用了三维多流体磁流体动力学模型，这是他们最近开发的一种工具，用于探索行星磁层如何与太阳风相互作用。在这些模拟中，他们结合了旅行者 2 号 1986 年飞越天王星时的观测结果。他们在天王星春分点的条件下运行了该模型，这是天王星 84 个地球年轨道的一部分，在此期间太阳位于赤道正上方，弓形激波的膨胀和收缩最强。
相比之下，在地球上，太阳风的变化是弓形激波变化的主要驱动因素，由于地球自转轴与其磁场之间的微小角度，每日变化很小。
—莎拉·斯坦利，科普作家