Před 40 lety proletěl Voyager 2 kolem Uranu

Před 40 lety proletěl Voyager 2 kolem Uranu a pozoroval úrovně záření, které se vzpíraly vysvětlení. Nyní vědci konečně přišli na to, co se stalo. Kolem Uranu je mimořádně silný radiační pás, jehož úroveň se může měnit.

Nová analýza dat z Voyageru 2 zjistila, že elektronový radiační pás planety byl během průletu Voyageru 2 intenzivnější než obvykle, a že to může mít na svědomí „dočasná událost vesmírného počasí“.

Radiační pásy kolem planet

Radiační pásy vznikají interakcemi mezi slunečním větrem a magnetickým polem planety. Slunce vyzařuje nepřetržitý proud protonů a elektronů ze své vnější atmosféry, nazývané korona. U planet, které mají globální magnetické pole, včetně Země a Uranu, se některé z těchto energetických, nabitých částic zachytí v magnetosféře. V případě Země se tato oblast jmenuje Van Allenovy pásy podle objevitele profesora Van Allena, který vnitřní z těchto pásů objevil na základě měření první americké družice Explorer 1. 

V lednu 1986 proletěl Voyager 2 kolem Uranu a změřil sílu jeho radiačních pásů

Zatímco pás iontového záření byl o něco slabší, než se očekávalo, pás elektronového záření byl mnohem intenzivnější, než vědci předpovídali – téměř na hranici maximální intenzity, kterou je Uran vůbec schopen udržet. Od té doby se vědci snaží zjistit, jak a proč tomu tak je. „Věda urazila od průletu Voyageru 2 dlouhou cestu,“ uvedl ve svém prohlášení Robert Allen, vesmírný fyzik ze Southwest Research Institute (SwRI) a spoluautor nového výzkumu. „Rozhodli jsme se zvolit srovnávací přístup k datům z Voyageru 2 a porovnat je s pozorováními Země, která jsme provedli v minulých desetiletích.“

Jak může planeta „neudržet“ radiační pás?

Radiační pás se rozpadne tehdy, když částice přestanou být stabilně zachycovány magnetickým polem. To může nastat v několika případech.

1) Magnetické pole je příliš slabé nebo nepravidelné: Aby elektrony nebo protony zůstaly v pásu, musí je magnetické pole planety „držet“ na zakřivených drahách. Když je pole příliš slabé, deformované nebo málo symetrické, ztratí částice stabilní dráhy a uniknou do vesmíru nebo spadnou do atmosféry. U Uranu je to obzvlášť zajímavé, protože jeho magnetické pole je extrémně nakloněné a posunuté, takže stabilita pásů je omezená.

2) Příliš mnoho energie v pásu: Když se do pásu dostane příliš mnoho vysokoenergetických částic (např. ze sluneční bouře), může to způsobit zvýšení rychlosti částic, změnu jejich drah, kolize mezi nimi, a výsledkem je, že částice přestanou být uvězněné a pás se „rozpadne“ nebo zeslábne.

3) Interakce s atmosférou nebo prstenci: Pokud planeta má hustší horní atmosféru, prstence nebo prach v okolí, částice v pásu do nich narážejí a ztrácejí energii, až nakonec zmizí. Uran má jemné prstence, které mohou částice „vymetat“.

4) Externí poruchy – hlavně sluneční vítr: Silné změny ve slunečním větru mohou stlačit magnetosféru, změnit tvar magnetického pole, nebo narušit stabilní oblasti, kde se pásy drží a tím se pás může rozpadnout nebo přeuspořádat.

Země versus Uran

Ve studii, publikované v listopadu 2025 v časopise Geophysical Research Letters, Allen a kolegové znovu prozkoumali data shromážděná Voyagerem 2 během jeho průletu kolem Uranu. Nalezli několik podobností mezi daty z Voyageru a daty shromážděnými z oběžné dráhy Země během jedné z vesmírných událostí v roce 2019.

Tým zjistil, že neobvykle intenzivní radiační pás Uranu mohl být způsoben „souběžně rotující interakční oblastí“. Spolurotující interakční oblast vzniká, když vysokorychlostní sluneční vítr předjíždí pomalejší proudy slunečního větru. Tento jev mohl urychlit elektrony a dodat radiačnímu pásu energii. „V roce 2019 Země zažila jednu z těchto událostí, která způsobila obrovské zrychlení elektronů v radiačním pásu,“ uvedla spoluautorka studie Sarah Vinesová, kosmická fyzička ze SwRI. „Pokud by podobný mechanismus zafungoval i v uranském systému, vysvětlovalo by to, proč Voyager 2 zaznamenal takovou neočekávanou dodatečnou energii.“

Pokud je to tak, vyvolává to mnoho dalších otázek o fyzice magnetosféry Uranu a jejích interakcích se slunečním větrem, včetně stability radiačního pásu během extrémních ročních období způsobených nakloněnou osou rotace planety. Kosmická sonda obíhající kolem Uranu a shromažďující data z různých částí magnetosféry by mohla pomoci tyto otázky zodpovědět. Je to tedy další důvod k vyslání další mise zaměřené na Uran. Zjištění by měla důležité důsledky pro podobné systémy, třeba pro planetu Neptun.

Planeta Uran

Uran je sedmou planetou od Slunce, je třetí největší ve Sluneční soustavě a čtvrtou nejhmotnější. Pravděpodobně je tvořen ledem a kamením a s Neptunem se řadí mezi tzv. ledové obry. Zvláštností Uranu je sklon jeho osy – rotační osa leží téměř v rovině, ve které planeta obíhá, póly jsou proto v oblastech, kde je např. u Země rovník. Protože Uran má také prstence, i když ne tak zřetelné, jako Saturn, při pozorování ze Země se občas jeví jako terč s planetou uprostřed.

Zdroje: Allen, R. C., Vines, S. K., & Ho, G. C. (2025). Solving the mystery of the electron radiation belt at Uranus: leveraging knowledge of Earth’s radiation belts in a Re‐Examination of Voyager 2 observations. Geophysical Research Letters, 52(22). https://doi.org/10.1029/2025gl119311

—We've been wrong about Uranus for nearly 40 years, new analysis of Voyager 2 data reveals