Зонд Juno определил источник рентгеновских вспышек у полюсов Юпитера

Благодаря космическому аппарату Juno астрономы выяснили, что возникающие на полюсах Юпитера во время полярных сияний вспышки рентгеновского излучения формируются в результате того, что линии магнитного поля планеты периодически вибрируют. Результаты исследования опубликовал научный журнал Science Advances.

"Мы четыре десятилетия знали, что во время полярных сияний Юпитер вырабатывает вспышки рентгеновского излучения, но не понимали, почему это происходит. Мы знали лишь, что они были связаны с потоками ионов, которые падали в атмосферу планеты. Наше исследование показало, что эти частицы переносят плазменные волны, подобно тому, как возникают ионные полярные сияния на Земле", – рассказал научный сотрудник Калифорнийского университета Уильям Данн.

Долгое время астрономы считали, что полярные сияния в атмосферах планет Солнечной системы возникают в результате взаимодействий между их магнитным полем и заряженными частицами солнечного ветра. Магнитное поле заставляет заряженные частицы проникать в атмосферу планет в окрестностях своих полюсов. Там они сталкиваются с атомами газов, в результате чего и образуется свечение, которое называют полярным сиянием.

Самые мощные явления такого рода происходят на Юпитере: там они на несколько порядков мощнее земных. Наблюдения орбитальных телескопов и зонда Juno недавно указали, что эти сияния связаны не с частицами солнечного ветра, а с выбросами вулканов на поверхности Ио, одного из спутников Юпитера.

Благодая следующим наблюдениям Juno ученые обнаружили еще одну странность. Она была связана с рентгеновскими вспышками, которые постоянно возникают на полюсах Юпитера во время полярных сияний. Как оказалось, они появляются не одновременно, а  попеременно – то на одном, то на другом полюсе планеты. Ученые не знают ни точных причин подобной асимметрии, ни механизмов появления подобных вспышек.

В ходе нового исследования Данн и его коллеги предположили, почему это происходит. Они сопоставили научные данные и снимки рентгеновского орбитального телескопа XMM-Newton и космического аппарата Juno.

Астрономы обнаружили, что одновременно с каждой приполярной вспышкой рентгеновского излучения на Юпитере приборы фиксировали колебания линий магнитного поля планеты. Они закручивали окружающие скопления плазмы в подобие спирали, разгоняли присутствующие в них ионы и заставляли их опускаться в сторону приполярных регионов планеты.

Там эти частицы сталкивались с молекулами газов, с результаты чего и образовывались вспышки рентгена. Аналогичным образом на Земле возникает один из типов полярных сияний, связанный с проникновением в верхние слои атмосферы заряженных ионов.

Астрономы пока не могут сказать, из-за чего возникают вибрации магнитного поля Юпитераю. Они допускают, что те могут быть связаны как с действием солнечного ветра на магнитосферу газового гиганта, так и с какими-то внутренними процессами в облаке из заряженных частиц, которые окружают Юпитер.

Данн и его коллеги надеются, что дальнейшие наблюдения Juno помогут получить ответ на этот вопрос. Это критически важно не только для понимания того, как возникают вспышки рентгена на Юпитере, но и для поисков возможных "клонов" этого явления в атмосфере Сатурна, Урана, Нептуна и других планет, обладающих собственным магнитным полем.