Астрономы «увидели» магнитный экватор Юпитера

Астрономы определили конфигурацию магнитного экватора Юпитера — воображаемой линии, во всех точках которой магнитная стрелка располагалась бы параллельно поверхности планеты. Положение экватора «выдали» ионы водорода H₃+. Открытие позволит построить более точные модели ионосферы и магнитного поля планеты, а также верно интерпретировать данные с межпланетной станции «Юнона». Статья опубликована в журнале Nature Astronomy.

Исследования ионосферы Юпитера, проводившиеся при помощи наземных телескопов и космических межпланетных станций (с расстояний более 1,8 радиуса Юпитера), в основном затрагивали полярные области планеты, где регистрировались сияния. Наблюдения хорошо согласовались с моделями магнитного поля планеты, описывающими силу и направление дипольных магнитных моментов, однако многие детали строения ионосферы и магнитосферы оставались неизвестными. Некоторую ясность внесли недавние данные, полученные «Юноной», изучавшей магнитное поле планеты с более близких расстояний (примерно один радиус Юпитера) и обнаружившей асимметричную и сложную картину распределения напряженности поля.

Чтобы понять природу и влияние на планету неоднородностей в его магнитном поле, необходимо выяснить, есть ли изменения плотности ионосферы в этих областях. Группа исследователей во главе с Томом Сталлардом (Tom Stallard) вновь проанализировала снимки Юпитера, сделанные инфракрасным телескопом InfraRed Telescope Facility за 1995-2000 годы. Авторы искали различия в яркости регистрируемой линии излучения H₃+ — иона водорода, который в больших количествах присутствует в верхних слоях атмосферы планеты (в том числе и ионосфере) и образуется в ходе столкновений между фотоэлектронами и молекулами водорода. Ранее, при проведении подобной работы, удалось отыскать температурную аномалию, названную Большое Холодное Пятно.

Итогом работы стало обнаружение экваториальной «ленты», где яркость излучения H₃+ значительно меньше, чем в окружающих областях. Астрономы учли возможный вклад процессов, идущих в тропосфере планеты, поэтому можно говорить именно о процессах, идущих в ионосфере Юпитера, а также интерпретировать «ленту» как магнитный экватор планеты или линию нулевого значения вертикальной составляющей напряженности магнитного поля. Поскольку фотоэлектроны, в основном, перемещаются вдоль линий магнитного поля, горизонтальная составляющая напряженности поля на экваторе направляет фотоэлектроны на более высокие широты, когда они пытаются попасть на более низкие высоты, из-за чего интенсивность образования H₃+ в окрестности магнитного экватора падает.

Такие выводы хорошо согласуются с недавними данными «Юноны», по которым магнитный экватор практически совпадает с обнаруженной «лентой», что говорит о том, что местоположение магнитного экватора Юпитера оставалось стабильным, по крайней мере, в течение 15 лет. Дальнейшие исследования, в сочетании с данными, получаемыми аппаратом, должны дать понимание хода процессов, идущих в экваториальной ионосфере, а также в других ее областях.

Ранее мы рассказывали о том, как выглядит северный полюс Юпитера в инфракрасном диапазоне, где чаще всего бушуют грозы на нем и как астрономы подтвердили уменьшение и покраснение Большого Красного пятна. Об удивительном мире газового гиганта можно узнать из наших специальных материалов и галерей.

Александр Войтюк