Астрономы из Нортумбрийского университета (Великобритания) представили результаты нового исследования, посвященного полярным сияниям на крупнейшей планете Солнечной системы — Юпитере. Ученые получили детальные спектральные данные области, где взаимодействие гигантской магнитосферы Юпитера с его спутниками вызывает так называемые авроральные отпечатки — уникальные узоры, светящиеся в инфракрасном диапазоне. Это первое подобное исследование, позволяющее измерить физические параметры атмосферы — температуру и плотность ионов — в этих областях.
Данные были получены космическим телескопом NASA/ESA/CSA James Webb Space Telescope (JWST) с помощью инфракрасных камер NIRCam и спектрографа NIRSpec, которые особенно чувствительны к излучению верхних слоев атмосферы Юпитера. Исследование опубликовано в ведущем международном научном журнале Geophysical Research Letters.
Неожиданные структуры температуры и плотности
Особый интерес планетологов вызвали спектральные характеристики, зафиксированные в так называемых auroral footprints — областях, где сильно ускоренные заряженные частицы влетают в атмосферу Юпитера, создавая сияние. Ученые обнаружили довольно неожиданные результаты.
Температура в некоторых частях этих областей оказалась ниже ожидаемой — всего около 538 K (265°C), что заметно холоднее, чем у остальной юпитерианской авроры (около 766K/493°C).
В этих же областях плотность ионов трижды превышала плотность в основных сияниях планеты, а локальные вариации доходили до 45 раз на небольшом пространственном масштабе.
Такая структура указывает на экстремальную изменчивость потоков высокоэнергетичных электронов, сталкивающихся с верхними слоями атмосферы, которая, как считают ученые, меняется в считанные минуты.
Влияние спутников и планы дальнейших исследований
Юпитер обладает мощным магнитным полем и быстро вращается, делая полный оборот примерно за 10 часов, в то время как его спутники движутся значительно медленнее. Постоянное взаимодействие магнитосферы с Ио, Европой, Ганимедом и Каллисто создает динамичный поток частиц, который и формирует уникальные узоры северных сияний. Именно это взаимодействие и позволяет ученым впервые изучать, как сравнительно небольшие космические тела влияют на атмосферу гигантской планеты в реальном времени.
Чтобы ответить на вопросы о частоте появления таких аномалий и изменчивости процесса, ведущий автор исследования получила дополнительное время наблюдений на инфракрасном телескопе NASA IRTF на Гавайях, что поможет динамически отслеживать изменения по мере вращения планеты.
Мы впервые описали физические свойства авроральных отпечатков в атмосфере Юпитера — температуру верхней атмосферы и плотность ионов, что ранее никогда не измерялось.
Недавнее исследование ученых допустило, что галилеевы луны Юпитера имели шанс «приютить» жизнь в процессе формирования. Но не факт, что это им удалось. Подробности — в материале Hi-Tech Mail.
