«Юнона» проследила за жизнью рассветных бурь на Юпитере

Планетологи благодаря межпланетной станции «Юнона» смогли проследить все этапы эволюции рассветных бурь на Юпитере. Эти необычные сияния появляются перед рассветом на ночной стороне планеты и существуют несколько часов, при этом свойства сияний оказались удивительно схожи с земными магнитосферными суббурями. Статья опубликована в журнале AGU Advances.

Полярные сияния наблюдаются не только в атмосфере Земли, но и на Марсе, а также в полярных регионах Юпитера и Сатурна, где они видны только в ультрафиолетовом диапазоне. В последнем случае исследования сияний позволяют понять структуру магнитосферы газовых гигантов и ее динамику, а также взаимодействие с солнечным ветром, так как процессы, идущие на Юпитере и Сатурне, отличаются от наблюдаемых на нашей планете.

Одна из необычных особенностей полярных сияний на Юпитере — рассветные бури (dawn storms), это явление впервые наблюдал космический телескоп «Хаббл» в 1994 году. Оно представляет собой непродолжительное, но интенсивное повышение яркости и расширение главного аврорального овала (кольцевых областей на полюсах Юпитера, где наблюдается максимальная яркость сияний) во время смены ночи на раннее утро. Рассветные бури достаточно редки (всего 3 случая регистрации из 54 сеансов наблюдений), не зависят от изменений потока солнечного ветра и характеризуются четкими признаками поглощения метана, что указывает на то, что вызывающие их заряженные частицы могут проникать достаточно глубоко в атмосферу Юпитера. 

К сожалению типичное время непрерывных наблюдений «Хаббла» составляет не более 45 минут, в то время как рассветные бури могут длится 1-2 часа. Ситуация стала меняться после прибытия к Юпитеру в июле 2016 года межпланетной станции «Юнона», которая уже успела выяснить, что рассветные бури могут быть связаны с процессами, аналогичными тем, которые на Земле ответственны за магнитосферные суббури. Однако до сих пор у ученых не было полной картины возникновения и развития этих явлений.

Группа планетологов во главе с Бертраном Бонфондом (Bertrand Bonfond) из Льежского университета опубликовала результаты анализа данных ультрафиолетового спектрографа UVS, установленного на борту «Юноны», который следит за активностью сияний на Юпитере. Ученым удалось получить изображения всех этапов развития рассветных бурь на ночной стороне планеты.

В общей сложности жизнь бурь длится около 5-10 часов. Предвестником бури, по-видимому, является серия ярких пятен, разделенных расстоянием около тысячи километров, которые появляются на ночной стороне планеты. Примерно через 2–3 часа основной участок излучения начинает светлеть, часто образуя равномерно расположенные (на расстоянии 1500 километров друг от друга) «бусинки». Получившаяся дуга становится ярче и расширяется по долготе по мере того, как она постепенно приближается к зоне рассвета. Затем она разделяется на две дуги с центральной первоначально пустой областью, которая постепенно начинает светиться. Наконец, вся структура начинает тускнеть, и от рассветной бури остается лишь небольшой участок сияний, движущийся к экватору. 

Ученые пришли к выводу, что рассветные бури Юпитера имеют удивительно много общих черт с сияниями, возникающими из-за суббурь на Земле, несмотря на существенные различия в динамике магнитосферы двух планетах. Дальнейшие наблюдения «Юноны» за газовым гигантом должны помочь ученым еще лучше разобраться в механизме возникновения сияний на Юпитере и их особенностях.

Ранее мы рассказывали о том, как была выяснена природа пульсирующих полярных сияний и услышано «пение» волн в плазмосфере Земли.

Александр Войтюк