Ученые получили новое понимание уникального источника энергии для многих сияний Юпитера, самых ярких и активных сияний в Солнечной системе. Расширенный мониторинг планеты-гиганта с помощью рентгеновской обсерватории Чандра НАСА обнаружил присутствие высоко заряженных частиц, разбивающихся в атмосферу над ее полюсами.
Рентгеновские спектры, измеренные Чандрой, показали, что авроральная активность была вызвана ионами кислорода и других элементов, которые были лишены большей части их электронов. Это подразумевает, что эти частицы были разогнаны до высоких энергий в многомиллионной среде над полюсами планеты. Присутствие этих энергичных ионов указывает на то, что причина многих сияний Юпитера отличается от сияний, возникающих на Земле или Сатурне.
«Космические корабли не исследовали область выше полюсов Юпитера, поэтому рентгеновские наблюдения предоставляют один из немногих способов исследовать эту среду», - сказал Рон Элснер из Космического центра им. Маршалла НАСА в Хантсвилле, штат Алабама, и ведущий автор недавно опубликованная статья с описанием этих результатов в журнале геофизических исследований. «Эти результаты помогут ученым понять механизм выработки мощности от сияний Юпитера, которые в тысячу раз сильнее, чем на Земле».
Электрические напряжения около 10 миллионов вольт и токи в 10 миллионов ампер - в сто раз больше, чем самые мощные молнии - необходимы для объяснения рентгеновских наблюдений. Эти напряжения также объясняют радиоизлучение энергичных электронов, наблюдаемое вблизи Юпитера космическим аппаратом «Улисс».
На Земле полярные сияния запускаются солнечными бурями энергичных частиц, которые нарушают магнитное поле Земли. Порывы частиц от Солнца могут также вызвать сияние на Юпитере, но в отличие от Земли, у Юпитера есть другой способ создания сияний. Быстрое вращение Юпитера, сильное магнитное поле и обильный источник частиц из его вулканически активной луны, Ио, создают огромный резервуар электронов и ионов. Эти заряженные частицы, захваченные в магнитном поле Юпитера, постоянно ускоряются вниз в атмосферу над полярными областями, где они сталкиваются с газами, создавая полярные сияния, которые почти всегда активны на Юпитере.
Если частицы, ответственные за полярное сияние, пришли от Солнца, они должны были бы сопровождаться большим количеством протонов, которые могли бы вызвать интенсивное ультрафиолетовое сияние. Ультрафиолетовые наблюдения Хаббла, сделанные в период мониторинга Чандры, показали относительно слабое ультрафиолетовое сжигание. Объединенные данные Чандры и Хаббла показывают, что эта авроральная активность была вызвана ускорением заряженных ионов кислорода и других элементов, захваченных в полярном магнитном поле высоко над атмосферой Юпитера.
Чандра наблюдал за Юпитером в феврале 2003 года в течение четырех оборотов планеты (примерно 40 часов) во время интенсивной авроральной активности. Эти наблюдения Чандры, сделанные с помощью усовершенствованного ПЗС-спектрометра, сопровождались полутора часами наблюдений космического телескопа Хаббла на ультрафиолетовых длинах волн.
Исследовательская группа также включала Ное Лугаза, Хантера Уэйта и Тарика Маджида (Университет Мичигана, Энн Арбор), Томаса Кравенса (Университет Канзаса, Лоуренс), Рэнди Гладстона (Юго-западный исследовательский институт, Сан-Антонио, Техас), Питера Форда (Массачусетс Технологический институт, Кембридж), Денис Гродент (Университет Льежа, Бельгия), Анил Бхардвай (Центр космических полетов им. Маршалла) и Роберт Макдауэлл и Майкл Деш (Центр космических полетов Годдарда, Гринбелт, Мэриленд)
Центр космических полетов имени Маршалла при НАСА, Хантсвилл, штат Алабама, руководит программой Чандра для Управления космических наук НАСА в Вашингтоне. Нортроп Грумман из Редондо-Бич, Калифорния, ранее TRW, Inc., был главным подрядчиком по разработке обсерватории. Смитсоновская астрофизическая обсерватория контролирует научные и летные операции из рентгеновского центра Чандра в Кембридже, штат Массачусетс.
Дополнительная информация и изображения доступны по адресу: http://chandra.harvard.edu и http://chandra.nasa.gov.
Первоначальный источник: пресс-релиз Чандра
