12.07.2021 | Наука
Ученые раскрыли тайну полярных сияний Юпитера
Группа ученых заявила о том, что ей удалось раскрыть тайну полярных сияний Юпитера. Как сообщает Science alert, это явление открыли всего 40 лет назад и с тех пор объяснить его происхождение ученым не удавалось.
Фото: NASA
Об этом пишет .
Полярные сияния наблюдаются не только на Земле. Самые мощные такие явления присутствуют на Юпитере и постоянно циркулируют на обоих его полюсах. Но увидеть их невооруженным глазом невозможно. Их открыли 40 лет назад и с тех пор ученые пытались объяснить механизм их происхождения.
Теперь же, по мнению исследователей, им это удалось. Группа под руководством Чжунхуа Яо из Китайской академии наук объединила данные, полученные станцией «Юнона» и рентгеновской обсерваторией XMM-Newton. В результате они связали полярные сияния Юпитера с вибрациями в силовых линиях магнитного поля. Эти колебания генерируют волны в плазме, которые распространяются вдоль силовых линий магнитного поля Юпитера, периодически заставляя тяжелые ионы осыпаться дождем и сталкиваться с атмосферой планеты, высвобождая энергию в виде рентгеновских лучей.
«Мы наблюдали рентгеновские сияния на Юпитере на протяжении четырех десятков лет, но мы не знали, как он это делает. Мы знали только, что это происходит, когда ионы врезаются в атмосферу планеты. Теперь же мы знаем, что эти ионы переносятся волнами плазмы – объяснение, которое не предлагали ранее, даже несмотря на то, что аналогичный процесс происходит на Земле. То есть, это может быть универсальный феномен, который присутствует во многих разных средах в космосе», - заявил Уильям Данн из Университетского колледжа Лондона.
На Земле полярные сияния продуцируют частицы, которые исходят от Солнца. Они сталкиваются с магнитным полем Земли, в результате чего протоны и электроны отправляются вдоль силовых линий магнитного поля к полюсам, где они падают на верхние слои атмосферы планеты и сталкиваются с ее молекулами. Ионизация этих молекул и вызывает сияния.
Вместе с тем, это явление на Юпитере несколько отличается. Так, сияния являются постоянными. Это происходит потому, что заряженные частицы исходят не от Солнца, а от спутника Юпитера Ио – наиболее вулканически активного тела в Солнечной системе. Ио постоянно извергает двуокись серы, которая немедленно удаляется из-за сложного гравитационного взаимодействия с планетой, ионизируется и образует плазменный тор (фигура в форме бублика) вокруг Юпитера.
Кроме того, существуют и рентгеновские импульсы. Чтобы понять, как они генерируются, ученые провели симуляцию, используя данные «Юноны» и XMM-Newton, полученные 16-17 июля 2016 года. За это время Юпитер выбрасывал рентгеновские вспышки каждые 27 минут.
По мнению ученых, сжатие магнитного поля планеты создает волны ионов кислорода и серы, которые спиралевидно движутся вдоль линий магнитного поля к полюсам, где они проливаются дождем, сталкиваясь с атмосферой и генерируя вспышки рентгеновского излучения.
Эти волны называются электромагнитными ионными циклотронными (или EMIC) волнами, и они также связаны с мерцающими полярными сияниями и на Земле.
Вместе с тем, на данный момент неясно, что же вызывает сжатие магнитного поля. Но, как бы то ни было, открытие ученых свидетельствует, что полярные сияния на Земле и Юпитере, очень разных мирах, вызывают схожие процессы. Вероятно, такое явление распространено в Солнечной системе и за ее пределами.
