Данные «Юноны» и «Хаббла» показывают электромагнитное «перетягивание каната» освещает верхние слои атмосферы Юпитера
Новое космическое исследование в Лестере впервые показало, что сложное «перетягивание каната» освещает полярные сияния в верхних слоях атмосферы Юпитера, используя комбинацию данных зонда НАСА «Юнона» и космического телескопа Хаббла.
Исследование описывает тонкий текущий цикл, обусловленный быстрым вращением Юпитера и высвобождением серы и кислорода из вулканов на его луне, Ио.
Составное изображение двух различных наблюдений Хаббла. Полярные сияния были сфотографированы во время серии наблюдений космического телескопа Хаббла Imaging Spectrograph дальнего ультрафиолетового света, происходящих по мере приближения космического аппарата НАСА Juno и выхода на орбиту вокруг Юпитера. Полноцветный диск Юпитера на этом изображении был отдельно сфотографирован в другое время программой Хаббла Outer Planet Atmospheres Legacy (OPAL), долгосрочным проектом Хаббла, который ежегодно захватывает глобальные карты внешних планет. Фото: NASA, ESA и J. Nichols (Университет Лестера).
Исследователи из Школы физики и астрономии Университета Лестера использовали данные исследования магнитного поля Юноны (MAG), которое измеряет магнитное поле Юпитера с орбиты вокруг газового гиганта, и наблюдения со спектрографа космического телескопа, проводимого космическим телескопом Хаббла.
Их исследование предоставляет самые убедительные доказательства того, что мощные полярные сияния Юпитера связаны с системой электрического тока, которая действует как часть перетягивания каната с материалом в магнитосфере, области, в которой доминирует огромное магнитное поле планеты.
Доктор Джонатан Николс является читателем по планетарным полярным сияниям в Университете Лестера и соответствующим автором исследования. Он сказал:
«У нас есть теории, связывающие эти электрические токи и мощные полярные сияния Юпитера уже более двух десятилетий, и было так интересно иметь возможность наконец проверить их, ища эту связь в данных. И когда мы заговорили один против другого, я чуть не упал со стула, когда увидел, насколько ясна связь.
«Очень интересно обнаружить эту связь, потому что она не только помогает нам понять, как работает магнитное поле Юпитера, но и планет, вращающихся вокруг других звезд, для которых мы ранее использовали те же теории, а теперь с новой уверенностью».
Несмотря на свои огромные размеры — диаметр более чем в 11 раз больше, чем у Земли — Юпитер вращается примерно раз в девять с половиной часов.
Ио имеет размер и массу, аналогичные Луне Земли, но вращается вокруг Юпитера на среднем расстоянии 422 000 км; примерно на 10% дальше. С более чем 400 действующими вулканами, Ио является самым геологически активным объектом в Солнечной системе.
Ученые давно подозревали связь между полярными сияниями Юпитера и материалом, выброшенным из Ио со скоростью многих сотен килограммов в секунду, но данные, захваченные Юноной, оказались неоднозначными. онион сайты
Доктор Скотт Болтон из Лаборатории реактивного движения НАСА (JPL) является главным исследователем (PI) миссии Juno. Он сказал:
«Эти захватывающие результаты о том, как работают полярные сияния Юпитера, являются свидетельством способности сочетать земные наблюдения Хаббла с измерениями Юноны. Изображения HST обеспечивают широкий обзор, в то время как Juno исследует крупным планом. Вместе они составляют отличную команду!»
Большая часть материала, высвобождаемого из Ио, удаляется от Юпитера быстро вращающимся магнитным полем планеты, и по мере того, как он движется наружу, его скорость вращения имеет тенденцию замедляться. Это приводит к электромагнитному перетягиванию каната, в котором Юпитер пытается поддерживать этот материал со скоростью вращения через систему электрических токов, протекающих через верхние слои атмосферы и магнитосферу планеты.
Считалось, что компонент электрического тока, вытекающего из атмосферы планеты, переносимый электронами, выпущенными вниз по линиям магнитного поля в верхние слои атмосферы, управляет основным полярным излучением Юпитера.
Однако до прибытия Juno эта идея никогда не проверялась, так как ни один космический корабль с соответствующими инструментами ранее не вращался достаточно близко к Jupi.Тер. И когда «Юнона» прибыла в 2016 году, ожидаемая сигнатура такой системы электрического тока не была сообщена — и, хотя такие сигнатуры с тех пор были найдены — одним из больших сюрпризов миссии «Юноны» было показать, что природа электронов над полярными областями Юпитера намного сложнее, чем первоначально ожидалось.
Исследователи сравнили яркость основного полярного излучения Юпитера с одновременными измерениями электрического тока, протекающего от самой большой планеты Солнечной системы в магнитосфере в течение ранней части миссии Юноны.
Эти полярные сияния наблюдались с помощью инструментов на борту космического телескопа Хаббла, на околоземной орбите. Сравнивая измерения тока на рассвете с яркостью полярных сияний Юпитера, команда продемонстрировала связь между интенсивностью полярного сияния и силой магнитосферного тока.
Стэн Коули является почетным профессором солнечно-планетарной физики в Университете Лестера и соавтором исследования, и изучал мощные полярные сияния Юпитера в течение 25 лет. Профессор Коули добавил:
«Имея более пяти лет данных на орбите с космического аппарата Juno, вместе с данными авроральных изображений с HST, у нас теперь есть материал, чтобы подробно взглянуть на общую физику внешней плазменной среды Юпитера, и больше должно прийти из расширенной миссии Juno, которая в настоящее время выполняется. Мы надеемся, что за нашей настоящей статьей последуют многие другие исследования этой сокровищницы для нового научного понимания».
Поделитесь в вашей соцсети👇
