Астрономы выяснили, как на Юпитере загораются полярные сияния

Наблюдения за Юпитером в рентгеновском диапазоне помогли ученым выяснить, что мощнейшие полярные сияния над его полюсами рождаются в результате взаимодействия выбросов корональной материи Солнца, магнитного «щита» планеты и ионов серы и кислорода в ее атмосфере, говорится в статье, опубликованной в Journal of Geophysical Research.

Полярные сияния возникают, когда заряженные частицы солнечного ветра, испускаемые Солнцем, сталкиваются с магнитным полем планеты и начинают двигаться вдоль силовых линий. В районе магнитных полюсов частицы попадают в атмосферу и вызывают ее свечение, которое и называют полярным сиянием. Полярное сияние Юпитера, как показали наблюдения последних лет, не связано с солнечным ветром, и над раскрытием их загадки ученые гадают уже долгое время.

Уильям Данн (William Dunn) из университетского колледжа Лондона (Великобритания) и его коллеги нашли потенциальное объяснение тому, как возникает это свечение над полюсами Юпитера, наблюдая за планетой-гигантом при помощи рентгеновского телескопа «Чандра».

Так как солнечный ветер не может быть замешан в подобных сияниях, авторы статьи сразу предположили, что они могут быть связаны с более мощными проявлениями активности Солнца – корональными выбросами материи. Они представляют собой гигантские облака из плазмы светила, которые выбрасываются из его недр во время вспышек на поверхности Солнца.

В октябре 2011 года подобный выброс солнечной плазмы был направлен в сторону Юпитера, что позволило ученым проследить за тем, как он взаимодействует с мощнейшим магнитным полем планеты, используя «Чандру» и снимки в оптическом диапазоне, полученные при помощи «Хаббла».

Эти наблюдения показали, что поток солнечной материи очень сильно взаимодействовал с магнитным «щитом» Юпитера – выброс корональной массы заставил магнитное поле планеты сжаться примерно на 2,8 миллиона километров и породил разрывы в магнитных линиях, расположенных в верхних слоях атмосферы на «солнечной» стороне гиганта.

Пересоединение магнитных линий приводит, как объясняют ученые, к выделению огромного количества энергии, которая ионизирует определенные молекулы в атмосфере и заставляет их светиться. В случае с Юпитером это были ионы кислорода и серы, присутствие чьих следов в рентгеновском спектре полярного сияния говорит о том, что подобное свечение на Юпитере действительно порождается не солнечным ветром, а выбросами корональной массы.

В пользу этого так же говорит то, что сила свечения увеличилась примерно в восемь раз после того, как выброс солнечной плазмы «врезался» в магнитный щит Юпитера, и через несколько часов после этого события его сила уменьшилась примерно в 4 раза.

В ближайшее время ученые планируют провести повторные наблюдения за подобными событиями на Юпитере при помощи европейского орбитального телескопа XMM Newton. Данные и фотографии, полученные этим зондом, как надеются астрономы, помогут им понять, почему происходит разрыв магнитных линий и как долго они существуют после завершения вспышки на Солнце. Возможно, что их тайну поможет раскрыть зонд Juno, который прибудет к Юпитеру в cередине лета.