В атмосфере Юпитера потрескивают турбулентные, неожиданные потоки, порождающие сияние сияний.
Юнона, зонд НАСА, который вращался вокруг газового гиганта с 2016 года, проходит через полярные районы Юпитера каждые 53,5 дня, собирая данные о магнитных силах, которые производят сверхъяркие сияния над огромной планетой. В новой статье, опубликованной 8 июля в журнале Nature Astronomy, исследователи, работающие с данными Юноны, обнаружили, что электрические токи, проходящие через магнитосферу Юпитера - область ее атмосферы, богатую линиями магнитного поля - не действуют, как ожидалось. Зонд обнаружил меньше постоянного тока - тока, который постоянно течет в одном направлении - чем предсказывали физики. Это было только около 50 миллионов ампер, невероятно мощный ток, но не такой высокий, как предполагалось в теоретических моделях магнитосферы Юпитера.
Это открытие говорит о том, что «переменный ток» - ток, который мерцает взад и вперед - играет гораздо большую роль в создании сияний Юпитера, чем кто-либо мог себе представить, пишут исследователи. На Юпитере, как и на Земле, полярные сияния являются продуктом вихревых токов в магнитных полях, взаимодействующих с высокоэнергетическими частицами Солнца.
«Эти наблюдения, в сочетании с другими измерениями космического корабля Юнона, показывают, что переменные токи играют гораздо более важную роль в формировании сияния Юпитера, чем система постоянного тока», - сказал в своем заявлении автор статьи Йоахим Заур.
На Земле мы обычно думаем об переменных и постоянных токах (переменного и постоянного тока) с точки зрения электроники. Известно, что в конце 19-го века изобретатели Томас Эдисон и Никола Тесла резко разошлись во мнениях о том, какой метод следует использовать для подачи питания на электрические устройства. По данным Министерства энергетики США, мощность постоянного тока не так легко конвертируется между различными напряжениями, поэтому Тесла хотел превратить переменный ток в стандартную. Эдисон, охраняя свои патенты, зависящие от DC, сопротивлялся изменению и распространял дезинформацию о том, что AC был более опасным, согласно DOE.
В конце концов Тесла победил, и переменный ток стал стандартом для электростанций США. Однако, согласно DOE, постоянный ток восстановился, поскольку на рынок вышло больше устройств с батарейным питанием. Ваши огни, вероятно, работают от сети переменного тока, но есть большая вероятность, что устройство, на котором вы читаете это, зависит от DC. (Вот почему вашему ноутбуку требуется адаптер переменного тока.)
В пространстве вокруг Юпитера пропорция переменного тока в постоянный ток определяется не враждующими изобретателями-современниками, а поведением ионов в атмосфере планеты. Юпитер имеет более мощные, чем Земля, токи по нескольким причинам, включая его огромный размер, его высокую скорость вращения и избыток заряженных частиц (ионов), откачиваемых из вулканов на Луне Ио.
Исследователи пишут, что такая большая доля этих токов в переменном токе является результатом турбулентности в магнитных полях планеты. Турбулентность в этом смысле относится к неупорядоченному способу изменения формы и направленности магнитных полей. И эта турбулентность производит разные эффекты на каждом из двух полюсов Юпитера.
Исследователи написали, что за то время, пока Юнона вращалась вокруг Юпитера, северный полюс планеты испытал около половины тока южного полюса. Это, кажется, является результатом намного более сложного расположения линий магнитного поля на севере, которое прерывает течение потоков. Они написали, что на юге линии магнитного поля "более гладкие".
Эффект этих различий виден в сияниях двух полюсов, отметили они. На севере полярные сияния имеют тенденцию быть более рассеянными, со структурой «нитей и вспышек». На юге полярные сияния имеют тенденцию быть более структурированными, с «яркой дугой», выходящей из основного овала, где встречаются полярные сияния.
Исследователи написали, что это исследование мощных магнитных полей Юпитера может помочь им понять более слабое магнитное поле Земли - основную защиту человечества от резких солнечных частиц. Некоторые исследователи уже подозревали, что турбулентность создает значительную долю течений вокруг нашей планеты. Эта работа, похоже, подтверждает эту идею.
