Астрономы выяснили, что две луны Юпитера, Ио и Ганимед, оставляют отпечатки на полярном сиянии, которое наблюдается на полюсах газового гиганта, сообщается в журнале Science.
На Земле полярные сияния возникают, когда заряженные частицы солнечного ветра взаимодействуют с верхними слоями нашей атмосферы. Входящие в ее состав атомы и молекулы газов переходят в возбужденное состояние, в результате чего мы наблюдаем характерное свечение. Однако на Юпитере механизм несколько иной. Газовый гигант обладает мощной окружающей его магнитосферой, где находится плазма, движущаяся вдоль линий магнитного поля планеты. Иногда заряженные частицы из магнитосферы достигают атмосферы Юпитера, взаимодействуют с ней, и мы наблюдаем то же свечение, что и на Земле. Кроме того, полярные сияния на газовом гиганте обладают еще одной особенностью, не характерной для нашей планеты — в них можно увидеть следы влияния его спутников.
Группа астрономов под руководством Алессандро Мура (Alessandro Mura) из Национального института астрофизики в Италии проанализировала данные инструмента для получения изображений и инфракрасного спектрометра Jovian Infrared Auroral Mapper (JIRAM), установленного на космическом аппарате «Юнона», который отправился к Юпитеру в 2011 году. Во время восьмого сближения с планетой, которая произошло в сентябре 2017 года, JIRAM следил за областью, где предположительно должны были наблюдаться отпечатки Ио, одной из галилилеевых лун планеты.
Когда Ио подходит близко к полюсам планеты, она оставляет два следа. Первый представляет собой тонкую полосу излучения, которая тянется на расстояние около тысячи километров. Вероятно, это разогнанные пучки электронов, заметные в инфракрасном диапазоне. Затем появляется основной след — крупное пятно, а за ним так называемые вторичные пятна, которые состоят из высокоэнергетических электронов.
По мнению исследователей, вторичные пятна напоминают вихревую дорожку Кармана, которую можно наблюдать на Земле при обтекании ветром препятствий. Они исчезают, когда спутник удаляется от полюсов планеты и, вероятно, возникают, когда из-за воздействия Ио на потоки плазмы, которая взаимодействует с атмосферой.
Кроме того, ученые обнаружили отпечаток Ганимеда — пятно в полярном сиянии планеты, которое, как оказалось, состоит из двух отдельных частей. Причина расщепления следа на два фрагмента неизвестна, однако ученые отмечают, что Ганимед — единственный спутник Юпитера, обладающий собственным магнитным полем. По мнению ученых, пятно может быть продуктом взаимодействия между двумя магнитосферами.
Астрономы надеются, что их исследование поможет выяснить, как спутники Юпитера взаимодействуют с его атмосферой и магнитным полем. Кроме того, работа ученых позволит улучшить существующие предсказательные модели, так как отпечатки в полярных сияниях планеты наблюдались вовсе не там, где они предсказывались изначально.
Благодаря аппарату «Юнона» ученым удалось сделать немало интересных открытий. Ученые смогли измерить глубину цветных полос Юпитера, составить карту гроз и рассмотреть циклоны и штормы на планете. Подробнее о путешествии «Юноны» читайте в специальной рубрике «путешествие Юноны».
Кристина Уласович