Все планеты – в том числе и наша Земля – окружены электромагнитными волнами, которые могут проявляться даже акустически, при этом звук их может напоминать потрескивающий звук горящего костра, утреннее чириканье птиц или стрекочущих насекомых. Эти волны создают не только полярные сияния, но и способны ускоряться до такой степени, что это может даже наносить вред искусственным спутникам и зондам. Взяв за основу старые данные NASA, полученные зондом Galileo, ученые смогли установить, что так называемые хоровые волны вблизи некоторых лун Юпитера невероятно усиливаются, причем у Ганимеда они усиливаются даже в миллионы раз. Почему это происходит, ученые сказать пока что не могут.
Вид наибольшей юпитерианской луны Ганимеда – крупнейшей из лун в Солнечной системе. Фото NASA
Как пишет команда исследователей под руководством Юрия Шприца из Центра Гельмгольца в Потсдаме (GFZ) в свежем номере журнала Nature Communications, интенсивность хоровых волн около Юпитера вблизи его луны Ганимеда увеличиваются, по сравнению со средним тамошним значением, в миллион раз. При этом вокруг юпитерианской луны Европы электромагнитные волны выше среднего околоюпитерианского значения «всего» в несколько сот раз.
«Наблюдения нас просто шокировали, и мы оказались лицом к лицу с очередной загадкой, как естественный спутник своим собственным магнитным полем способен до такой степени усиливать электромагнитные волны», - говорит Шприц.
Что касается хоровых волн, то так называют радиоволны в очень низком частотном диапазоне. В отличие от Земли, которая движется в своем собственном магнитном поле, Ганимед и Европа (тоже) движутся внутри гигантского магнитного поля Юпитера. И именно это обстоятельство, как считают ученые, играет ключевую роль в усилении волн.
То, что магнитное поле Юпитера является самым сильным в нашей Солнечной системе, превышая силу магнитного поля Земли в 20 тысяч раз, объясняет и тот факт, что земные хоровые волны по сравнению с юпитерианскими – это практически ничто. И пусть даже малая часть этих волн смогла бы покинуть окрестности Ганимеда, электроны смогли бы экстремально ускориться, что могло бы обеспечить условие для образования высокоэнергетичных электронов-убийц магнитного поля Юпитера.
На основании данных зонда Galileo ученые группы Юрия Шприца определили силу магнитного поля вокруг газового гиганта вблизи его лун Ганимеда и Европы (графическое представление). Copyright: Y.Y. Shprits et al., GFZ
В то время как уже было известно, что луна Юпитера Ганимед обладает собственным магнитным полем и волнами плазмы в своем окружении, до сих пор было неясно, представляют ли эти волны собой случайные события, или такое усиление является постоянным. Анализ и оценка данных пролетов зонда Galileo в 1996 и 2000 годов возле Ганимеда свидетельствуют, что, скорее всего, речь здесь идет о постоянном явлении.
«Как минимум на Земле хоровые волны играют важную роль при возникновении «электронов-убийц», - разъясняется в пресс-релизе GFZ. - «Они могут создавать помехи и наносить вред искусственным спутникам и другой технике связи».
Новое исследование поднимает вопрос, может ли происходить такое и на орбите Юпитера. Более того, наблюдения газовой планеты проливают свет на основополагающие процессы физики плазмы, которые могут иметь важнейшее значение для будущего энергообеспечения. Кроме того, они позволяют заглянуть в механизмы ускорения и потери электронов на других планетах и даже в удаленных уголках вселенной.
«Надеемся, что эта работа позволит определить, имеют ли планеты за пределами Солнечной системы – экзопланеты – собственные магнитные поля», - говорит Юрий Шприц. – «Полученные нами результаты включают ценнейшие данные наблюдений, которые могут применяться для сравнения и рамочных условий при расчетах моделей усиления магнитных полей».
