Недавно ученые задались вопросом: что вызывает мощные полярные сияния на полюсах Юпитера? Новые результаты показывают, что это не тот же механизм, который приводит в действие полярные сияния на Земле, как считалось ранее. Полярные сияния Юпитера в сотни раз более энергичны и не излучают длины волн, видимые человеческому глазу.
Такие похожие и такие разные
«Световые шоу» Юпитера и Земли являются проявлением одного и того же фундаментального явления: ускоренные частицы сталкиваются с атомами в атмосфере, высвобождая энергию в виде света. По словам Барри Маука, ученого из Лаборатории прикладной физики Джонса Хопкинса, именно поэтому исследователи с зондом НАСА Juno ожидали найти доказательства того, что заряженные частицы, которые создают полярные сияния Юпитера, получают свою энергию с помощью того же механизма, который вызывает полярные сияния высокой энергии на Земле.
Космический корабль NASA Juno, облетев максимально близко вокруг Юпитера, сделал снимки, благодаря которым ученые создали реконструкцию сияния. Оказалось, что оно происходит только в ультрафиолетовом спектре, невидимом человеческому глазу. В атмосфере Земли полярные сияния возникают, когда солнце обрушивает на планету поток заряженных частиц (известный как солнечный ветер ), на Юпитере же это происходим под воздействием солнечных ветров.
Как и почему сияет Юпитер?
Движение заряженных частиц вдоль силовых линий магнитного поля создает электрические токи в пространстве над атмосферой Земли. Эта активность также создает электрические потенциалы, как на электростанциях, где любая заряженная частица получает энергетический удар и ускоряется. Если одна из этих ускоренных частиц падает в атмосферу и сталкивается с атомом, столкновение вызовет достаточно энергии для высвобождения видимого света.
Изображение полярных сияний Юпитера в сочетании с измерениями электронов указывают на незаметный процесс ускорения частиц. Когда зонд Juno начал совершать близкие облеты Юпитера, космический корабль начал собирать данные о частицах с помощью специального инструмента. После ученые исследовали все данные и получили неожиданный ответ.
Более мощное, но не различимое глазом
Исследователи выяснили, что на Юпитере возникают потенциалы до 400 000 вольт, что в 10-30 раз больше, чем то, что наблюдается в полярных сияниях Земли. Основываясь на своих измерениях энергии частиц вокруг полярных сияний, авторы думают, что, скорее всего, на Юпитере частицы не разгоняются до определенного уровня энергии, а постепенно ускоряются до более широкого диапазона.
Этот механизм авторы называют «стохастическим» или «турбулентным» ускорением космической пыли, и он отвечает за создание некоторых из более слабых полярных сияний в атмосфере Земли. Обычно они не видны человеческому глазу. Полярные сияния Юпитера в отличие от земных постоянны, потому что они подпитываются солнечным ветром, а также постоянным притоком заряженных частиц с Луны Ио. Ученые продолжают изучать эти явления, чтобы лучше понять их.
