Новые наблюдения ультрафиолетового спектрографа на борту космического зонда NASA Juno впервые показывают рождение световых бурь в сумерках, которые делают северное сияние Юпитера уникальным. Эти огромные, короткоживущие световые явления происходят на обоих полюсах Юпитера и до сих пор наблюдались только наземными и орбитальными обсерваториями, в частности космическим телескопом «Хаббл». Результаты этого исследования были опубликованы в журнале AGU Advances 16 марта 2021 года.
Эти «сумеречные бури» были впервые зарегистрированы камерой Faint Object Camera («Камера для слабых объектов») телескопа «Хаббл» еще в 1994 году, и они выражаются в кратковременном, но интенсивном повышении яркости и в расширении главного полярного светового овала Юпитера (удлиненная световая завеса, окружающая оба полюса) вблизи области, где атмосфера ранним утром выходит из зоны темноты. До зонда Juno ультрафиолетовое сияние Юпитера наблюдалось только со стороны, что не давало возможности увидеть все происходящее на ночной стороне планеты.
«Наблюдение за северным сиянием Юпитера с Земли не позволяет заглянуть через границу на ночную сторону полюсов Юпитера. Исследования с других космических аппаратов ("Вояджер", "Галилео" и "Кассини") проводились с относительно больших расстояний, при этом космические аппараты не пролетали над полюсами, поэтому они не могли видеть полную картину происходящего», - говорит Бертран Бонфонд из Льежского университета в Бельгии и ведущий автор. исследования. - «Вот почему данные Juno - это настоящий поворотный момент, который дает нам лучшее понимание того, что происходит на ночной стороне, где и зарождаются сумеречные бури».
Исследователи выяснили, что бури берут начало на ночной стороне газового гиганта. Когда планета вращается, надвигающаяся сумеречная буря поворачивается на дневную сторону, где эти сложные и интенсивные яркие образования полярного сияния становятся еще ярче и излучают в космос от сотен до тысяч гигаватт в форме ультрафиолетового света. Увеличение яркости предполагает, что сумеречные бури выделяют в верхние слои атмосферы Юпитера, по крайней мере, в десять раз больше энергии, чем обычные полярные сияния.
«Когда мы посмотрели на всю последовательность сумеречных штормов, все, что мы смогли увидеть, это то, что они были очень похожи на тип земных полярных сияний, называемый «суббурями», - сказал Чжунхуа Яо из Льежского университета, еще один автор исследования.
Суббури возникают в результате кратковременных возмущений в земной магнитосфере (области пространства, контролируемой планетным магнитным полем), которые выделяют энергию в ионосферу планеты. Сходство между суббурями на Земле и на Юпитере удивительно, потому что магнитосферы двух планет совершенно разные. На Земле магнитосфера в основном контролируется взаимодействием солнечного ветра с магнитным полем Земли. Солнечный ветер - это поток заряженных частиц, исходящий от Солнца. С другой стороны, магнитосфера Юпитера в основном содержит частицы, которые покидают вулканически активный спутник Ио, а затем ионизируются и захватываются магнитным полем газового гиганта.
Эти новые результаты позволят ученым изучить различия и сходства в формировании полярных сияний и лучше понять, как эти красивейшие планетарные явления происходят в мирах в нашей Солнечной системе и за ее пределами.
«Сила Юпитера поразительна. Энергия этих полярных сумеречных огней - еще один пример того, насколько огромна эта газовая планета на самом деле», - рассказывает Скотт Болтон, старший научный сотрудник миссии Juno в Юго-западном исследовательском институте в Сан-Антонио. - «Раскрытие механизма бури - еще один сюрприз от миссии Juno, которая постоянно вынуждает переписывать учебники о том, как функционируют планеты-гиганты. А благодаря недавнему продлению миссии, мы испытываем новые надежды и с нетерпением ждем еще много новых исследований и открытий».
