Місія Юнона робить загадкові знахідки про сяяня на Юпітері
Зонд Юнона
Навіть після десятиліть дослідження атмосфера Юпітера продовжує бути чимось загадковим для вчених. Відповідно до розміру планети, його атмосфера є найбільшою в Сонячній системі, що охоплює понад 5000 км (3000 миль) на висоті і характеризується екстремальними температурами і тиском. Крім того, атмосфера планети відчуває найсильніші сяйва Сонячної системи.
Вивчення цього явища було однією з основних цілей зонда Юнони, яка досягла Юпітера 5 липня 2016 року. Однак, проаналізувавши дані, зібрані за допомогою інструментів зонда, вчені з Лабораторії прикладної фізики Університету Джона Хопкінса (JHUAPL) з подивом виявив, що потужні магнітні бурі Юпітера не мають того ж джерела, що і на Землі.
Дослідження, в якому детально викладаються дані «Дискретне і широкосмугове прискорення електронів в сильній Аврорі Юпітера», нещодавно з'явилося в науковому журналі Nature. Під керівництвом Баррі Маук, вченого з JHUAPL, група проаналізувала дані, зібрані Ультрафіолетовим спектрографом Юнони (UVS) і Jovian Energetic Particle Detector Instrument (JEDI) для вивчення полярних областей Юпітера.
Ультрафіолетові авроральной зображення Юпітера з інструменту Юнона ультрафіолетового спектрографа. Джерело зображення: NASA / SwRI / Ренді Гладстон
Як і в випадку Землі, на Юпітері сяйва є результатом інтенсивного випромінювання і магнітного поля Юпітера. Коли ця магнітосфера вирівнюється з зарядженими частинками, вона призводить до прискорення електронів в атмосфері на високих рівнях енергії. В ході вивчення даних Юнони команда JHUAPL виявила, що підписи електронів прискорюються до атмосфери Юпітера на рівнях енергії до 400 000 електрон-вольт.
Це приблизно в 10-30 разів вище, ніж тут, на Землі, де потрібно всього кілька тисяч вольт для створення найбільш інтенсивного сяйва. З огляду на, що Юпітер має найсильніші сяйва в Сонячній системі, команда не була здивована, побачивши такі потужні сили на роботі в атмосфері планети. Однак було дивно, що це не було джерелом найсильніших полярних сяйв.
Як сказав доктор Маук, який очолює дослідницьку групу для інструменту JEDI, створеного APL, і був провідним автором дослідження, пояснив в прес-релізі JHUAPL:
«У Юпітера найяскравіші сяйва викликані якоюсь турбулентним процесом прискорення, який ми не дуже добре розуміємо. У наших останніх даних є натяки, що вказують на те, що в міру того, як щільність потужності аврорального покоління стає все сильніше і сильніше, процес стає нестійким і починається новий процес прискорення. Але нам доведеться продовжувати дивитися на дані.»
Зображення скомпільовано з використанням даних ультрафіолетового спектрографа Юнони, який відзначає шлях показань Юнони про сияниях Юпітера. Зображення: NASA / SwRI / Ренді Гладстон
Вивчення Юпітера
Ці результати можуть мати серйозні наслідки для вивчення Юпітера, склад і динаміка атмосфери і раніше є джерелом таємниці. Це також має наслідки або вивчення гігантів поза сонячного газу і планетних систем. В останні десятиліття дослідження цих систем показало сотні гігантів газу, які варіювалися в розмірах від нептун-подібних у багато разів більших розмірів Юпітера (він же «Супер-Юпітери»).
Ці газові гіганти також показали значні варіації на орбіті: від дуже близьких до їх відповідним сонць до дуже далеко (т. Е. «Гарячі юпітери» до «гігантів холодного газу»). Вивчаючи здатність Юпітера прискорювати заряджені частинки, астрономи зможуть робити більш обгрунтовані припущення про космічної погоди, радіаційної середовищі і ризики, які вони представляють для космічних польотів.
Це стане в нагоді, коли прийде час для установки майбутніх місій в Юпітер, а також глибокого простору і, можливо, навіть міжзоряного простору. Як пояснив Маук:
«Найвищі енергії, які ми спостерігаємо в авроральних регіонах Юпітера, є грізними. Ці енергетичні частинки, які створюють полярні сяйва, є частиною історії розуміння радіаційних поясів Юпітера, які створюють таку проблему для Юнони і майбутніх місій космічних кораблів в Юпітері. Інженерія навколо виснажливого впливу радіації завжди була проблемою для інженерів космічних апаратів для польотів на Землю і в інших місцях в Сонячній системі. Те, що ми дізнаємося тут, і з космічних апаратів, таких як NASA Van Allen Probes і MMS, які досліджують магнітосферу Землі, навчить нас багато про космічної погоди та захисту космічних апаратів і космонавтів в суворих космічних умовах. Порівняння процесів на Юпітері і Землі неймовірно цінно в перевірці наших уявлень про те, як працює фізика планет.»
Перш ніж місія Juno запланована на завершення (в лютому 2018 роки), зонд, швидше за все, покаже багато речей про склад планети, гравітаційне поле, магнітне поле і полярної магнітосфері. При цьому він розгляне давні загадки про те, як формується і розвивається планета, що також проливає світло на історію Сонячної системи і позасонячних систем.
