|
Полярные сияния на Ганимеде и Земле имеют сходство
|
|
|
|
Новые наблюдения за Ганимедом выявили поразительное сходство между полярными сияниями на крупнейшем спутнике Солнечной системы и на Земле. Международная команда астрофизиков, возглавляемая исследователями из Льежского университета, получила новые результаты, свидетельствующие о том, что, несмотря на различия в условиях, фундаментальные физические процессы, вызывающие полярные сияния, являются общими для разных небесных тел, а не только для планет.
|
|
|
|
Как образуются полярные сияния на Земле
|
|
|
|
Команда астрофизиков из Лаборатории физики атмосферы и планет (LPAP) впервые наблюдала мельчайшие детали полярных сияний на Ганимеде, единственном спутнике в Солнечной системе, обладающем собственным магнитным полем, подобным магнитному полю Земли. Наблюдение за полярными сияниями является краеугольным камнем анализа космической погоды, поскольку оно дает всестороннее представление о характеристиках и последствиях попадания космических частиц в атмосферу.
|
|
|
|
На протяжении веков человечество было свидетелем рассеянного и меняющегося свечения, которое время от времени озаряло ночное небо красными, зелеными, фиолетовыми и синими огнями, известными как "полярное сияние". Полярные сияния обычно наблюдаются в полярных широтах, хотя мы только что прошли пик 11-летнего солнечного цикла, который приводит к многочисленным случаям интенсивных полярных сияний в средних широтах.
|
|
|
|
|
|
|
На нашей планете полярные сияния в конечном счете вызваны столкновением солнечного ветра с магнитным полем Земли и возникновением мощного электромагнитного взаимодействия, которое приводит к выпадению частиц из космоса в атмосферу Земли. Там эти осадки возбуждают атмосферный кислород и азот, создавая свет, видимый невооруженным глазом.
|
|
|
|
Полярные сияния по всей солнечной системе
|
|
|
|
Однако полярные сияния наблюдаются и на других планетах, таких как Венера, Марс, Юпитер, Сатурн и Уран. За последнее десятилетие в исследовании системы Юпитера был достигнут значительный прогресс благодаря космическому аппарату "Юнона", который прибыл к Юпитеру в 2016 году и вот-вот завершит свой десятый год эксплуатации. Основной целью миссии был Юпитер, но 7 июля 2021 года "Юнона" пролетела мимо Ганимеда.
|
|
|
|
"Полярные сияния также наблюдаются на Ганимеде и вызваны выделением электронов в его разреженной кислородной атмосфере", - объясняет Филипп Гусбин, чья магистерская диссертация по космическим наукам послужила основой для этого исследования. "Наблюдения полярных сияний на Ганимеде до появления "Юноны" были ограничены пространственным разрешением наземных наблюдений, и они не могли выявить мелкомасштабные структуры, характерные для планетарных сияний".
|
|
Снимок Ганимеда крупным планом с "Юноны"
|
|
|
|
LPAP активно участвует в анализе наблюдений полярных сияний, собранных инфракрасными и ультрафиолетовыми приборами Juno. Ультрафиолетовый спектрограф Юноны (UVS) достиг пространственного разрешения в несколько километров, что позволило команде обнаружить, что полярное сияние Ганимеда локально разделено на цепочки пятен.
|
|
|
|
"Подобные структуры, известные как "бусинки", наблюдались в полярных сияниях Земли и Юпитера, где они связаны с суббурями и утренними штормами, крупномасштабными перестройками магнитосферы, которые высвобождают огромное количество энергии и вызывают интенсивную полярную активность", - объясняет Алессандро Мойрано, аспирант. научный сотрудник LPAP. Ганимед взаимодействует с космической средой Юпитера аналогично тому, как Земля взаимодействует с солнечным ветром; таким образом, обнаружение на Ганимеде пятен полярного сияния, подобных тем, что наблюдаются на Земле, позволяет предположить, что фундаментальный физический процесс (ы), как правило, может быть вызван взаимодействием между любым небесным телом, его магнитосферой и внешними силами.
|
|
|
|
Анализ и результаты представлены в статье "Ультрафиолетовые наблюдения авроральных пятен Ганимеда с высоким пространственным разрешением", опубликованной журналом Astronomy & Astrophysics.
|
|
Что могут показать будущие миссии.
|
|
|
|
"Пристальные наблюдения "Юноны" за Ганимедом продолжались менее 15 минут, и космический аппарат больше никогда не пролетит над Ганимедом. Поэтому мы не знаем, насколько распространены эти пятна и как они эволюционируют с течением времени. К счастью, миссия ЕКА Juice (исследователь ледяных лун Юпитера) в настоящее время находится на пути к Юпитеру, куда она прибудет в 2031 году, и проведет специальные наблюдения за Ганимедом", - говорит Бертран Бонфон, астрофизик.
|
|
|
|
Космический аппарат оснащен ультрафиолетовым спектрографом, похожим на "Юнону": это позволит нам собирать данные наблюдений в течение более длительного периода времени, следить за эволюцией полярных сияний на Ганимеде и, надеюсь, раскрыть новые тайны.
|
|
|
|
Источник
|
