Световое шоу. Космический зонд показал поразительное полярное сияние на Юпитере

Все мы прекрасно знаем о земном полярном сиянии, однако это явление характерно и для других планет. На самом деле Юпитер обладает самыми мощными полярными сияниями в Солнечной системе, пишет Science Alert.

Поскольку Юпитер сильно отличается от Земли, ученые занялись детальным изучение того, что движет этими невероятными атмосферными явлениями, и вот недавно они получили новый ключ к разгадке. 

Благодаря орбитальному аппарату "Юнона" ученые смогли впервые понаблюдать за таинственной утренней бурей на Юпитере. Полярные сияния газового гиганта создаются постоянным дождем из высокоэнергетических электронов, которые в основном выводятся из атмосферы Ио. Они ускоряются вдоль силовых линий магнитного поля к полюсам Юпитера, где падают в верхние слои атмосферы и взаимодействуют с газами, создавая свечение. 

Это уж точно не похоже на полярное сияние Земли, которые создаются частицами солнечного ветра. Кроме того, полярные сияния Юпитера могут вести себя по-разному. Одним из таких проявлений являются утренние штормы — интенсивные световые явления внутри авроральной зоны Юпитера — области сияний, которая окружает оба полюса планеты.

Однако эти утренние штормы начинаются на ночной стороне полюса и до "Юноны" наблюдать юпитерианские ультрафиолетовые сияния ученые могли лишь сбоку — темная сторона планеты была скрыта от их глаз.

"К сожалению, наблюдение за полярным сиянием газового гиганта с Земли не позволяет заглянуть дальше лимба, в ночную сторону полюсов Юпитера. Исследования другими космическими аппаратами — "Вояджером", "Галилеем", "Кассини" происходили с относительно больших расстояний и не пролетали над полюсами, поэтому они не могли показать полной картины. Вот почему данные "Юноны" действительно важны, они позволяют нам лучше понять, что происходит на ночной стороне, где рождаются утренние бури", — объяснил астроном Бертран Бонфонд из Льежского университета в Бельгии. 

Утренние штормы — действительно удивительное явление. Их зарождение начинается на ночной стороне газового гиганта. По мере вращения планеты полярное сияние начинает перемещаться в дневную сторону Юпитера, и сложные свечения становятся очень яркими, испуская до тысяч гигаватт ультрафиолетового света в космос. Скачок яркости означает, что утренние бури сбрасывают по крайней мере в 10 раз больше энергии, чем обычные юпитерианские полярные сияния. 

Поскольку полярные сияния двух планет сильно различаются, эксперты ожидали, что процесс, вызывающий утреннюю бурю, будет отличаться от любых процессов, наблюдаемых в полярных сияниях Земли. Удивительно, но данные ультрафиолетового спектрографа Юноны показались специалистам странно знакомыми.

"Когда мы посмотрели на всю последовательность утренних штормов, мы не могли не заметить, что они очень похожи на земные, которые называются суббурями", — отметил астроном Чжунхуа Яо из Льежского университета.

Земные полярные сияния поразительны. Они возникают, когда магнитосферу Земли нарушают электрические токи, что приводит к взрывному выбросу энергии в ионосферу, где энергия рассеивается в виде сложного "танцующего" полярного сияния, которое может длиться несколько часов. 

Однако, если на Земле полярные сияния являются результатом взаимодействия магнитного поля и солнечного ветра, то время утренних бурь на Юпитере с активностью Солнца не коррелирует. Магнитосфера Юпитера в основном заполнена частицами плазмы, исходящей от его спутника Ио, которые затем ионизируются и захватываются магнитным полем планеты. 

Эти новые открытия позволят ученым лучше узнать об отличиях и сходстве, обусловливающих образование полярных сияний, не только на Земле и Юпитере, но и на других космических объектах.

"Хотя "двигатель" полярных сияний на Земле и Юпитере очень различается, впервые продемонстрированная связь между двумя системами позволяет нам идентифицировать универсальные явления и отличать их от особенностей каждой планеты. Магнитосферы Земли и Юпитера накапливают энергию посредством очень разных механизмов, но когда это накопление достигает предела, обе системы высвобождают эту энергию удивительно похожим образом", — заключил Яо.