Китайські та британські дослідники розгадали 40-річну головоломку: як на Юпітері виникають регулярні та разючі сплески рентгенівських променів? Виявляється, все пов’язано з магнітним полем газового гіганта.
Як і Земля, Юпітер демонструє разючі вистави світла на своїх полюсах, коли магнітне поле планети спрямовує заряджені частинки Сонця (а також від сильних вулканів на його супутнику Іо) в атмосферу. Тут ці іони стикаються з атомами газу, спричиняючи появу спалахів світла.
Полярні сяйва Юпітера набагато потужніші, ніж на Землі. Окрім видимого світла в їхньому випромінюванні є також рентгенівські промені. Вони виникають регулярно, але як планета прискорює заряджені частинки до досить високої швидкості, щоб утворювалися рентгенівські промені?
«Ми бачили протягом чотирьох десятиліть, як на Юпітері спалахували рентгенівські полярні сяйва, але ми не знали, як це відбувається», — сказав Вільям Данн (William Dunn) з Університетського коледжу Лондона. «Ми знали, що вони утворюються лише тоді, коли іони потрапляють в атмосферу планети».
Тепер Данн та його колеги з Китайської академії наук виявили, що спалахи рентгенівських променів спричиняють періодичні коливання магнітного поля Юпітера. Такі коливання приводять до появи хвиль плазми, які уможливлюють іонам рухатися вниз в атмосферу, де вони стикаються на високій швидкості з її частинками. Це й спричиняє появу рентгенівських променів.
Дослідження, результати якого оприлюднив журнал Science Advances, базується на даних спостережень, виконаних за допомогою космічних апаратів, що обертаються навколо двох різних планет. Зонд NASA Juno («Юнона») є штучним супутником Юпітера, а обсерваторія XMM-Newton Європейського космічного агентства обертається навколо Землі. Науковці виконували вимірювання упродовж неперервного 26-годинного періоду. Протягом цього часу одночасно «Юнона» виявила хвилі плазми, а XMM-Ньютон — рентгенівське випромінювання на північному полюсі.
Вперше астрономи побачили, як стискається магнітне поле Юпітера. Це явище спричиняє нагрівання частинок і їхній рух вздовж ліній магнітного поля вниз в атмосферу. Внаслідок взаємодії частинок з атомами атмосфери виникає рентгенівське випромінювання у полярних сяйвах Юпітера. Цей зв’язок встановили шляхом поєднання спостережних даних від місії NASA «Юнона» (Juno), яка працює біля Юпітера, та рентгенівського телескопа XMM-Newton Європейського космічного агентства. Відео з сайту https://cosmosmagazine.com.
«Тепер ми знаємо, що хвилі плазми транспортують ці іони, — таке пояснення раніше не розглядали, хоча за схожим процесом виникають полярні сяйва на Землі», — сказав Данн. «Отже, це явище може бути універсальним й відбуватися в багатьох різних середовищах у космосі».
Співавтор дослідження Чжунхуа Яо (Zhonghua Yao) з Китайської академії наук додав: «Зараз ми виявили цей фундаментальний процес і є багато можливостей для того, щоб його вивчати далі. Схожі процеси, ймовірно, відбуваються навколо Сатурна, Урана, Нептуна і, можливо, також екзопланет, з різними видами заряджених частинок, що роблять «серфінґ» по хвилях плазми».
Але є ще одна загадка, яку треба розгадати, — що спричиняє вібрації ліній магнітного поля? Дослідники припускають: відповідь може полягати у взаємодії сонячного вітру чи потоків плазми в магнітосфері Юпітера.
За інф. з сайту https://cosmosmagazine.com
