|
Новые загадки полярного сияния Юпитера
|
|
|
|
Космический телескоп Джеймса Уэбба НАСА/ЕКА/CSA зафиксировал новые детали полярных сияний на крупнейшей планете нашей Солнечной системы. Танцующие огни, наблюдаемые на Юпитере, в сотни раз ярче, чем на Земле. Благодаря повышенной чувствительности телескопа Уэбб астрономы изучили это явление, чтобы лучше понять магнитосферу Юпитера. Они опубликовали свои результаты в журнале Nature Communications.
|
|
|
|
Полярные сияния возникают, когда частицы высокой энергии попадают в атмосферу планеты вблизи ее магнитных полюсов и сталкиваются с атомами газа. Полярные сияния на Юпитере не только огромны по размерам, но и в сотни раз более энергичны, чем полярные сияния на Земле. Здесь полярные сияния вызываются солнечными бурями — когда заряженные частицы дождем падают на верхние слои атмосферы, возбуждают газы и заставляют их светиться красным, зеленым и фиолетовым цветами.
|
|
|
|
Но у Юпитера есть дополнительный источник полярных сияний: сильное магнитное поле газового гиганта захватывает заряженные частицы из окружающей среды. Сюда входят не только заряженные частицы солнечного ветра, но и частицы, выбрасываемые в космос его спутником Ио, известным своими многочисленными и крупными вулканами. Вулканы Ио извергают частицы, которые, что примечательно, преодолевают гравитацию Луны и вращаются вокруг Юпитера.
|
|
|
|
|
|
|
Поток заряженных частиц, высвобождаемых солнцем во время солнечных бурь, также достигает планеты. Большое и мощное магнитное поле Юпитера захватывает заряженные частицы и разгоняет их до огромных скоростей. Эти быстрые частицы врезаются в атмосферу планеты с высокой энергией, что возбуждает газ и заставляет его светиться.
|
|
|
|
Теперь уникальные возможности телескопа Webb позволяют по-новому взглянуть на полярные сияния на Юпитере. Чувствительность телескопа позволяет астрономам увеличивать выдержку, чтобы запечатлеть быстро меняющиеся полярные сияния. Новые данные были получены с помощью камеры Уэбба в ближнем инфракрасном диапазоне (NIRCam) на Рождество 2023 года группой ученых под руководством Джонатана Николса из Лестерского университета в Соединенном Королевстве.
|
|
|
|
"Это был настоящий рождественский подарок — он просто поразил меня!" - поделился Николс. "Мы хотели посмотреть, как быстро меняется полярное сияние, ожидая, что оно будет постепенно исчезать, возможно, в течение четверти часа или около того. Вместо этого мы наблюдали, как вся область полярного сияния переливается светом, иногда меняющимся с каждой секундой".
|
|
|
|
Данные, полученные командой, показали, что излучение иона тригидрата, известного как H3+, гораздо более изменчиво, чем считалось ранее. Эти наблюдения помогут ученым лучше понять, как нагреваются и охлаждаются верхние слои атмосферы Юпитера.
|
|
|
|
Команда также обнаружила в своих данных некоторые необъяснимые наблюдения. "Что сделало эти наблюдения еще более особенными, так это то, что мы также одновременно делали снимки в ультрафиолетовом диапазоне с помощью космического телескопа НАСА/ЕКА "Хаббл"", - добавил Николс. "Как ни странно, самый яркий свет, наблюдаемый Уэббом, не имел реального аналога на снимках Хаббла.
|
|
|
|
"Это заставило нас почесать в затылках. Чтобы вызвать такое сочетание яркости, которое наблюдали и "Уэбб", и "Хаббл", нам нужно, по-видимому, невозможное сочетание большого количества частиц с очень низкой энергией, попадающих в атмосферу, - например, сильный моросящий дождь! Мы до сих пор не понимаем, как это происходит".
|
|
|
|
Теперь команда планирует изучить это расхождение между данными Хаббла и Уэбба и изучить более широкие последствия для атмосферы Юпитера и космической среды. Они также намерены дополнить это исследование дополнительными наблюдениями Уэбба, которые они смогут сравнить с данными космического аппарата НАСА "Юнона", чтобы лучше изучить причину загадочного яркого излучения.
|
|
|
|
Эти выводы могут также помочь исследователю ледяных лун Юпитера Европейского космического агентства Juice, который находится на пути к Юпитеру, чтобы провести детальные наблюдения за гигантской газовой планетой и ее тремя крупными спутниками с океанами — Ганимедом, Каллисто и Европой. Juice рассмотрит полярные сияния Юпитера с помощью семи уникальных научных приборов, включая два тепловизора.
|
|
|
|
Эти измерения крупным планом помогут нам понять, как взаимодействуют магнитное поле и атмосфера планеты, а также влияние заряженных частиц Ио и других спутников на атмосферу Юпитера.
|
|
|
|
Источник
|
