Åtta och ett halvt år in i sin stora rundtur i solsystemet, NASA:s rymdfarkost Voyager 2 var redo för ett nytt möte. Det var den 24 januari, 1986, och snart skulle den möta den mystiska sjunde planeten, iskall Uranus.

Under de närmaste timmarna, Voyager 2 flög inom 50, 600 miles (81, 433 kilometer) av Uranus molntoppar, samla in data som avslöjade två nya ringar, 11 nymånar och temperaturer under minus 353 grader Fahrenheit (minus 214 grader Celsius). Datauppsättningen är fortfarande de enda närliggande mätningar vi någonsin har gjort av planeten.

Tre decennier senare, forskare som återinspekterade dessa uppgifter hittade ytterligare en hemlighet.

Utan att hela rymdfysikgemenskapen visste, För 34 år sedan flög Voyager 2 genom en plasmoid, en gigantisk magnetisk bubbla som kan ha fört Uranus atmosfär ut i rymden. Fyndet, redovisas i Geofysiska forskningsbrev , väcker nya frågor om planetens unika magnetiska miljö.

En vinglig magnetisk uddakula

Planetatmosfärer över hela solsystemet läcker ut i rymden. Väte kommer från Venus för att ansluta sig till solvinden, den kontinuerliga strömmen av partiklar som flyr från solen. Jupiter och Saturnus kastar ut kulor av sin elektriskt laddade luft. Till och med jordens atmosfär läcker. (Oroa dig inte, det kommer att stanna kvar i ytterligare en miljard år eller så.)

Effekterna är små på mänskliga tidsskalor, men givet tillräckligt länge, atmosfärisk flykt kan i grunden förändra en planets öde. För ett exempel, titta på Mars.

"Mars brukade vara en våt planet med en tjock atmosfär, " sa Gina DiBraccio, rymdfysiker vid NASA:s Goddard Space Flight Center och projektforskare för Mars Atmosphere och Volatile Evolution, eller MAVEN-uppdrag. "Det utvecklades över tiden" - 4 miljarder år av läckage till rymden - "för att bli den torra planet vi ser idag."

Atmosfärisk flykt drivs av en planets magnetfält, som både kan hjälpa och hindra processen. Forskare tror att magnetfält kan skydda en planet, avvärja de atmosfäriska blåsningarna från solvinden. Men de kan också skapa möjligheter till flykt, som de jättelika klot som skär sig loss från Saturnus och Jupiter när magnetfältslinjer trasslar in sig. Hur som helst, att förstå hur atmosfärer förändras, forskare ägnar stor uppmärksamhet åt magnetism.

Det är ytterligare en anledning till att Uranus är ett sådant mysterium. Voyager 2:s förbiflygning 1986 avslöjade hur magnetiskt konstig planeten är.

"Strukturen, hur den rör sig... " DiBraccio sa, "Uranus är verkligen på egen hand."

Till skillnad från alla andra planeter i vårt solsystem, Uranus snurrar nästan perfekt på sidan - som en gris på en spettstek - och avslutar en fatrulle en gång var 17:e timme. Dess magnetfältsaxel pekar 60 grader bort från den spinnaxeln, så när planeten snurrar, dess magnetosfär – utrymmet uthugget av dess magnetfält – vinglar som en dåligt slängd fotboll. Forskare vet fortfarande inte hur man modellerar det.

Denna märklighet drog DiBraccio och hennes medförfattare Dan Gershman, en kollega Goddard rymdfysiker, till projektet. Båda ingick i ett team som arbetade fram planer för ett nytt uppdrag till "isjättarna" Uranus och Neptunus, och de letade efter mysterier att lösa. Uranus konstiga magnetfält, senast mätt för mer än 30 år sedan, verkade vara ett bra ställe att börja.

Så de laddade ner Voyager 2:s magnetometeravläsningar, som övervakade styrkan och riktningen av magnetfälten nära Uranus när rymdfarkosten flög förbi. Utan en aning om vad de skulle hitta, de zoomade in närmare än tidigare studier, plotta en ny datapunkt var 1,92:e sekund. Släta linjer gav vika för taggiga spikar och fall. Och det var då de såg det:en liten sicksack med en stor historia.

"Tror du att det kan vara... en plasmoid?" Gershman frågade DiBraccio, få syn på krångeln.

Lite känd vid tiden för Voyager 2:s förbiflygning, Plasmoider har sedan dess blivit erkända som ett viktigt sätt att förlora massa på planeter. Dessa gigantiska bubblor av plasma, eller elektrifierad gas, nypa av från änden av en planets magnetsvans – den del av dess magnetfält som blåses tillbaka av solen som en vindstrumpa. Med tillräckligt med tid, flyktiga plasmoider kan dränera joner från en planets atmosfär, i grunden ändra dess sammansättning. De hade observerats på jorden och andra planeter, men ingen hade upptäckt plasmoider vid Uranus – ännu.

DiBraccio körde data genom sin bearbetningspipeline och resultaten kom tillbaka rena. "Jag tror definitivt att det är " Hon sa.

Bubblan flyr

Plasmoiden DiBraccio och Gershman hittade ockuperade bara 60 sekunder av Voyager 2:s 45 timmar långa flygning med Uranus. Det dök upp som en snabb upp-och-ner-blip i magnetometerdata. "Men om du ritade det i 3D, det skulle se ut som en cylinder, sa Gershman.

Jämför deras resultat med plasmoider observerade vid Jupiter, Saturnus och Merkurius, de uppskattade en cylindrisk form till minst 127, 000 miles (204, 000 kilometer) lång, och upp till ungefär 250, 000 miles (400, 000 kilometer) tvärs över. Som alla planetariska plasmoider, den var full av laddade partiklar - mestadels joniserat väte, tror författarna.

Avläsningar inifrån plasmoiden – när Voyager 2 flög genom den – antydde dess ursprung. Medan vissa plasmoider har ett vridet inre magnetfält, DiBraccio och Gershman såg jämna, slutna magnetslingor. Sådana slingliknande plasmoider bildas vanligtvis när en snurrande planet slänger bitar av sin atmosfär till rymden. "Centrifugalkrafter tar över, och plasmoiden nyper bort, " sa Gershman. Enligt deras uppskattningar, Plasmoider som att man kan stå för mellan 15 och 55% av atmosfärisk massaförlust vid Uranus, en större andel än antingen Jupiter eller Saturnus. Det kan mycket väl vara det dominerande sättet Uranus släpper ut sin atmosfär till rymden.

Hur har plasmoidflykt förändrat Uranus över tiden? Med bara en uppsättning observationer, det är svårt att säga.

"Tänk om en rymdfarkost bara flög genom det här rummet och försökte karakterisera hela jorden, " Sa DiBraccio. "Självklart kommer det inte att visa dig något om hur Sahara eller Antarktis är."

Men fynden hjälper till att fokusera nya frågor om planeten. Det återstående mysteriet är en del av dragningen. "Det är därför jag älskar planetarisk vetenskap, " Sa DiBraccio. "Du går alltid någonstans du inte riktigt vet."