Астрономы с помощью данных космического телескопа «Хаббл» и зонда «Кассини» смогли проследить за поведением северных полярных сияний на Сатурне, что позволит узнать больше о магнитосфере планеты и ее взаимодействии с солнечным ветром. В частности, ученые обнаружили, что интенсивность сияний нарастает перед рассветом и незадолго до полуночи, а энерговыделение при этом достигает 124 гигаватт. Статья с результатами наблюдений опубликована в журнале Geophysical Research Letters, кратко о них говорится в сообщении на сайте телескопа.
За возникновение полярных сияний в атмосфере Земли и других планет ответственны, в основном, частицы солнечного ветра, которые взаимодействуют с магнитным полем планеты. Заряженные частицы, захваченные магнитосферой, двигаются вдоль силовых линий магнитного поля, достигают полюсов, где проникают в более глубокие и плотные слои атмосферы. Здесь они сталкиваются с молекулами и атомами газов атмосферы, передавая им энергию. Возбужденные молекулы переизлучают ее в виде квантов света.
Полярные сияния наблюдаются не только на Земле или Марсе, но и в полярных регионах газовых гигантов, таких как Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Основным компонентом их атмосфер является водород, поэтому сияния наблюдаются только в ультрафиолетовом диапазоне — основном диапазоне «Хаббла».
Телескоп «Хаббл» следил за поведением полярных сияний на северном полюсе Сатурна в течение семи месяцев 2017 года, благодаря этому астрономы смогли узнать больше о магнитосфере Сатурна, которая является самой большой в Солнечной системе, не считая Юпитера. Для создания новых изображений и видео ученые использовали данные, собранные спектрографом STIS (Space Telescope Imaging Spectrograph). Как выяснилось, изменчивость полярных сияний (например по яркости) зависит как от потока солнечного ветра, так и от вращения Сатурна.
Всего «Хаббл» наблюдал полярные сияния 24 раза во время солнцестояния, когда северный приполярный регион лучше всего виден с Земли. Полярные сияния появлялись в области до 68 градусов северной широты. Продолжительность сияний сильно варьировалась по времени, в некоторых случаях они длились лишь несколько минут. При этом выделившаяся энергия могла достигать от 7 до 124 гигаватт. Обычно сияния достигали пиковых значений перед рассветом — около 05:00 по местному времени, и незадолго до полуночи.
Ранее мы рассказывали о том, как была выяснена природа пульсирующих полярных сияний и услышано «пение» волн в плазмосфере Земли, а также о том, как MAVEN впервые обнаружил в верхних слоях атмосферы Марса долгоживущие слои из ионов металлов.
Александр Войтюк