Астрономы из Университета Лестера провели исследование на основе наблюдений космического телескопа «Джеймс Уэбб» за Юпитером. Во время одного из сеансов мониторинга ученым удалось наблюдать с помощью датчика ближнего инфракрасного излучения NIRCam полярное сияние. Оно оказалось достаточно продолжительным и мощным, чтобы позволить раскрыть некоторые детали этого явления.
Полярные сияния на Юпитере в чем-то схожи с земными. Они тоже возникают, когда заряженные частицы, разогнанные силовыми линиями магнитного поля, ударяются о молекулы газов, составляющих атмосферу планеты. Однако в ряде аспектов сияния на Юпитере существенно отличаются от тех, которые мы привыкли видеть на Земле. Например, они происходят обычно за пределами видимого диапазона, поэтому распознаются телескопами в ультрафиолетовой части спектра или инфракрасной.
Кроме того, сияния на Юпитере гораздо мощнее и интенсивнее земных. В их образовании значительную роль играют даже не заряженные частицы, прилетающие от Солнца, как в случае с Землей, а компоненты, выбрасываемые вулканическим спутником Юпитера Ио. Они захватываются и разгоняются до невероятных скоростей магнитным полем планеты-гиганта, которое намного сильнее земного.
Наблюдая за сиянием с помощью «Уэбба», ученые оценили процесс формирования и динамику изменчивости концентрации трехатомного иона водорода, который образуется при воздействии электронов высокой энергии на молекулярный водород. Полученные катионы излучают в инфракрасном диапазоне, что и позволило инструментам «Уэбба» рассмотреть сияние. Также данные позволили провести анализ влияния этих событий на разогрев атмосферы Юпитера в полярных регионах.
Авторы исследования отмечают, что им удалось в то же время наблюдать полярные регионы Юпитера и с помощью телескопа «Хаббл» в ультрафиолетовом диапазоне. Это породило новую загадку: оказалось, что наиболее яркие области инфракрасного излучения не совпадают с яркими участками в ультрафиолете. Ученым предстоит выяснить причину такого расхождения, которое кажется нелогичным: как если бы атмосферу бомбардировали частицы с низкой энергией, но делали это с крайне высокой интенсивностью. Исследователи сравнили это противоречие с «моросящим ливнем».
Ранее мы рассказывали, что «Джеймс Уэбб» обнаружил самую холодную экзопланету из известных.
