Солнечный ветер подогрел стратосферу Юпитера

Изображение Юпитера, полученное при помощи инструмента COMICS 12 января 2017 года. Более теплые цвета указывают на более горячие области.

NAOJ and NASA/JPL-Caltech

Высокоэнергетические частицы солнечного ветра, ответственные за образование полярных сияний на Юпитере, могут проникать глубоко в его атмосферу, вызывая нагрев стратосферы, выяснили астрономы благодаря наземным наблюдениям. Это позволяет не только понять процессы, идущие на газовом гиганте, но и использовать их для описания юпитероподобных экзопланет в других звездных системах. Статья опубликована в журнале Nature, кратко о работе рассказывается на сайте NASA.

За возникновение полярных сияний в атмосфере Земли и других планет в основном ответственны 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. Подобные явления наблюдаются не только на Земле или Марсе, но и в полярных регионах газовых гигантов, таких как Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун.

В новой работе группа астрономов во главе с Джеймсом Синклером (James Sinclair) проанализировала данные наблюдений за Юпитером в инфракрасном диапазоне, проведенных при помощи инструмента COMICS (Cooled Mid-Infrared Camera and Spectograph), установленного на телескопе «Субару», в январе, феврале и мае 2017 года. Им удалось выяснить, что рост интенсивности свечения в инфракрасном диапазоне, связанного с молекулами метана и других углеводородов, находящихся в стратосфере газового гиганта, совпадает с ростом интенсивности свечения в ультрафиолетовом диапазоне в полярных областях Юпитера, которое связано с полярными сияниями.

Это говорит о том, что процессы, ответственные за образование сияний, и стратосфера Юпитера связаны между собой. Предполагается, что во время возмущений магнитосферы Юпитера, которые вызваны солнечным ветром, высокоэнергетические частицы могут проникать глубоко в атмосферу планеты, в частности, в стратосферу, где в ходе столкновений с атомами и молекулами отдают им свою энергию, увеличивая температуру окружающего газового слоя. Эти результаты важны не только для понимания механизмов, идущих на газовом гиганте, но и для описания юпитероподобных экзопланет в других звездных системах, где интенсивность сияний может быть на порядки выше.

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

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.