Данные «Юноны» и «Хаббла» показывают электромагнитное «перетягивание каната» освещает верхние слои атмосферы Юпитера

Исследование описывает тонкий текущий цикл, обусловленный быстрым вращением Юпитера и высвобождением серы и кислорода из вулканов на его луне, Ио.

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».