Mer än 30 år efter att Voyager 2 rusat förbi Uranus, Forskare från Georgia Institute of Technology använder rymdfarkostens data för att lära sig mer om den isiga planeten. Deras nya studie tyder på att Uranus magnetosfär, den region som definieras av planetens magnetfält och materialet fångat inuti den, blir av och på som en strömbrytare varje dag när den roterar tillsammans med planeten. Det är "öppet" i en orientering, tillåter solvind att strömma in i magnetosfären; det stängs senare, bildar en sköld mot solvinden och avböjer den från planeten.

Detta skiljer sig mycket från jordens magnetosfär, som vanligtvis bara växlar mellan öppet och stängt som svar på förändringar i solvinden. Jordens magnetfält är nästan i linje med sin rotationsaxel, vilket får hela magnetosfären att snurra som en topp tillsammans med jordens rotation. Eftersom samma inriktning av jordens magnetosfär alltid är riktad mot solen, magnetfältet som är gängat i den ständigt närvarande solvinden måste ändra riktning för att omkonfigurera jordens fält från stängt till öppet. Detta sker ofta med starka solstormar.

Men Uranus ligger och roterar på sin sida, och dess magnetfält är snett-det är centrerat och lutat 60 grader från sin axel. Dessa egenskaper gör att magnetfältet tumlar asymmetriskt i förhållande till solvindens riktning när den isiga jätten fullbordar sin 17,24-timmars fulla rotation.

Istället för att solvinden dikterar en omkopplare som här på jorden, forskarna säger att Uranus snabba rotationsförändring i fältstyrka och orientering leder till ett periodiskt öppet-nära-öppet-stängt scenario när det tumlar genom solvinden.

"Uranus är en geometrisk mardröm, sa Carol Paty, Georgia Tech-docenten som var medförfattare till studien. "Magnetfältet tumlar mycket snabbt, som ett barn vagnar som rullar nerför en kulle över klackar. När den magnetiserade solvinden möter detta tumlande fält på rätt sätt, den kan återansluta och Uranus magnetosfär går från öppen till sluten till öppen dagligen. "

Paty säger att denna solvindvindanslutning förutspås inträffa uppströms Uranus magnetosfär över en rad breddgrader, med magnetflöde som stängs i olika delar av planetens vridna magnetstjärna.

Återanslutning av magnetfält är ett fenomen i hela solsystemet. Det inträffar när riktningen för det interplanetära magnetfältet - som kommer från solen och även är känt som det heliosfäriska magnetfältet - ligger mittemot en planets magnetosfäriska inriktning. Magnetfältlinjer skarvas sedan ihop och ordnar om den lokala magnetiska topologin, så att en kraftig solenergi kan komma in i systemet.

Magnetisk återanslutning är en orsak till jordens auroror. Auroror kan vara möjliga på en rad breddgrader på Uranus på grund av dess magnetiska fält utanför kilter, men norrsken är svår att observera eftersom planeten är nästan 2 miljarder mil från jorden. Hubble rymdteleskop får ibland en svag syn, men den kan inte direkt mäta Uranus magnetosfär.

Georgia Tech -forskarna använde numeriska modeller för att simulera planetens globala magnetosfär och för att förutsäga gynnsamma återanslutningsplatser. De kopplade in data som samlats in av Voyager 2 under sin femdagars flyby 1986. Det är enda gången ett rymdfarkoster har besökt.

Forskarna säger att lära sig mer om Uranus är en nyckel till att upptäcka mer om planeter bortom vårt solsystem.

"Majoriteten av exoplaneter som har upptäckt verkar också vara isjättar i storlek, "sa Xin Cao, Georgia Tech Ph.D. kandidat inom jord- och atmosfärvetenskap som ledde studien. "Kanske är det vi ser på Uranus och Neptunus normen för planeter:mycket unika magnetosfärer och mindre inriktade magnetfält. Att förstå hur dessa komplexa magnetosfärer skyddar exoplaneter från stjärnstrålning är av avgörande betydelse för att studera livslängden hos dessa nyupptäckta världar."

Pappret, "Daglig och säsongsmässig variation av Uranus magnetosfär, "publiceras för närvarande i Journal of Geophysical Research:Space Physics .