Полярні сяйва тут найпотужніші в Сонячній системі.
Супутники Юпітера, ймовірно, впливають на полярні сяйва цієї гігантської планети, “давлячи” на її магнітне поле. Такі висновки зробили науковці, які спостерігали за системою за допомогою телескопа “Джеймс Вебб”. Дослідники виявили холодну точку в атмосфері Юпітера та швидке зростання щільності заряджених частинок, повідомляє Space.com.
“Супутники постійно взаємодіють з магнітним полем і плазмою, що оточують планету, і ця взаємодія призводить до того, що високоенергетичні частинки рухаються уздовж ліній магнітного поля, а потім зіштовхуються з атмосферою планети, залишаючи сліди в полярних сяйвах, які відповідають орбітам супутників навколо Юпітера”, — зазначила Кеті Ноулз, аспірантка Нортумбрійського університету у Великій Британії.
Полярні сяйва на Юпітері формуються за аналогією із земними: заряджені частинки сонячного вітру взаємодіють з магнітним полем планети та прямують до полюсів газового гіганта. При вході в атмосферу вони стикаються з атомами і молекулами, викликаючи їх світіння. Однак, взаємодіючи з магнітним полем Юпітера, чотири його найбільші супутники — Іо, Європа, Ганімед і Каллісто — можуть залишати сліди в полярних сяйвах.
Ці сліди підсилює явище, відоме як плазмовий тор Іо. Іо — найвулканічніше тіло в Сонячній системі, і його вулкани викидають величезні обсяги заряджених частинок, які виходять на орбіту навколо Юпітера, формуючи плазмовий тор, що утримується на місці магнітним полем газового гіганта. У процесі обертання галілеєвих супутників навколо Юпітера вони взаємодіють із плазмовим тором і магнітним полем, спрямовуючи іони до атмосфери планети, що сприяє виникненню полярних сяйв і генерації електричних струмів, які впливають на яскравість слідів.
Під час попередніх досліджень науковці відстежували яскравість полярних сяйв і слідів у них. Проте у 2023 році Генрік Мелін і Том Сталлард з Нортумбрійського університету використали телескоп “Джеймс Вебб”, щоб отримати знімки Юпітера з полярними сяйвами на видноті. Телескопу вдалося зафіксувати профіль атмосфери Юпітера безпосередньо під полярним сяйвом.
“Джеймс Вебб” зробив п’ять знімків, і на чотирьох із них все виглядало “нормально”. Але на одному зі знімків в атмосфері під полярним сяйвом, пов’язаним зі “слідом” Іо, з’явилася холодна пляма. Температура основної частини полярного сяйва досягала 493 градусів Цельсія, тоді як температура плями становила “всього лише” 295 градусів Цельсія.
NASA/ESA/CSA/Jupiter ERS Team; NIRCam image processing by Judy Schmidt; NIRSpec image: Katie L. Knowles (Northumbria University)
Щільність іонів, що надходять у верхні шари атмосфери для живлення полярного сяйва навколо холодної плями, також була значно вищою, ніж коли-небудь вимірювалося раніше. Одним з особливо поширених іонів був триводневий катіон (H3+), і щільність іонів була в середньому втричі вищою, ніж у частині полярного сяйва, що залишилася. Більше того, всередині холодної плями щільність могла змінюватися до 45 разів.
“Ми виявили екстремальні коливання температури і густини в межах зони полярного сяйва Іо, що відбуваються протягом декількох хвилин. Це свідчить про те, що потік високоенергетичних електронів, що стикаються з атмосферою Юпітера, змінюється неймовірно швидко”, — зазначила Ноулз.
Раніше науковці повідомляли, що “цеглинки життя” були включені до складу галілеєвих супутників Юпітера ще на етапі їхнього формування.