Космический аппарат «Юнона» впервые зафиксировал в атмосфере Юпитера выброс энергии порядка 400 тыс. электрон-вольт. Это огромное количество энергии приводит к полярным сияниям газового гиганта. Однако, возникают они лишь иногда, поэтому ученые задаются вопросом об причине их происхождения.
Исследование, подробно описанное в журнале Nature, стало возможным благодаря инструментам на борту корабля «Юноны», который на протяжении года летал мимо полюсов Юпитера на максимально близком расстоянии. Данные, в частности, подтвердили некоторые ожидания астрономов, но и показали, что полярные сияния на Юпитере имеют совершенно иное происхождение, нежели на Земле. Эти процессы все еще до конца не изучены учеными.
Авроры (полярное, северное или южное сияние) как на Земле, так и на Юпитере, образуются, когда заряженные частицы, подобные электронам, сжимают магнитные полюсные линии планеты, проникают в атмосферу и создают свечение. На Земле наиболее сильные полярные сияния вызваны солнечными бурями, когда частицы большой энергии выбрасываются Солнцем. Эти частицы попадают в атмосферу нашей планеты и взаимодействуют с газами, поэтому небо светиться красным, зеленым и синим цветами на полюсах. На Юпитере сияния образованы частицами, выброшенными в основном со спутника газового гиганта Ио. Вулканы на Ио извергают огромное количество серы и кислорода в космос, которые попадают в магнитное поле Юпитера.
Ранее предполагалось, что на обеих планетах электроны ускоряются вдоль линий магнитного поля, подобно электрическому току. На Земле источником энергии является солнечный ветер, заряжая электроны до 30 тыс. вольт. На Юпитере — это сверхбыстрое вращение планеты, которое действует как гигантский электрогенератор. Поэтому астрономы ожидали увидеть следы этих электронов.
GIF-анимация по клику
«Юнона» пролетает близко к полюсам Юпитера каждые 53 дня. Для исследования полярных сияний планеты было задействовано специальное оборудование аппарата, включая детектор высокоэнергетических частиц (JEDI). На самом деле это оказалось сложной задачей, поскольку «Юнона» движется со скоростью 50 км/с и на все измерения отводится всего несколько секунд.
Однако, при первом пролете над полюсами Юпитера, аппарат не обнаружил высокого напряжения, как ожидали астрономы. В следующий раз зонд наконец зафиксировал энергию электронов до 400 тыс. вольт. Но такое напряжение появляется от случая к случаю. Как оказалось, сияния порождали не разгоняющиеся электроны, а совершенно другой процесс. Когда электроны оказывались у полюсов Юпитера, они рассеивались в верхних слоях атмосферы и создавали вспышки света.
Что вызывает полярное сияние на Юпитере и каковы механизмы его происхождения, ученым пока неизвестно. «Юнона» продолжит летать над полюсами Юпитера и собирать данные для дальнейшего исследования.
