Динамический дуэт: независимые пульсации полярных сияний на Юпитере

Доброго времени суток, дорогие наши читатели.

Все, наверное, привыкли, что тут, на @vp-cosmos мы часто рассказываем о земных полярных сияниях (ну что поделать, раз это одно из самых красивых проявлений космической погоды).

Но сегодня, ознакомившись со свежими материалом, опубликованным в astronomynow.com я хочу вам рассказать о юпитерианских полярных сияниях (да, у Юпитера тоже есть магнитное поле, поэтому на нём тоже бывают сияния).

Но что совершенно неожиданно — северные и южные полярные сияния Юпитера ведут себя по-разному, меняя свою интенсивность независимо друг от друга. Это новый результат исследований, выполненных на основе снимков в рентгеновском диапазоне, сделанных обсерваториями Chandra (NASA) и XMM-Newton (ESA).

Посмотрите и убедитесь сами (области рентгеновского излучения на снимках отмечены сиреневым цветом).


источник

Используя рентгеновские наблюдения XMM-Newton и Chandra, сделанные в марте 2007 года, а также мае и июне 2016 года, группа исследователей выпустила карты рентгеновских излучений Юпитера (см. рисунок выше), благодаря которым удалось идентифицировать рентгеновские «горячие» пятна на каждом из полюсов. Каждое «горячее» пятно имеет площадь, равную примерно половине поверхности Земли.

Учёные обнаружили, что «горячие» авроральные пятна на севере и юге Юпитера имеют очень разные характеристики. Рентгеновское излучение на южном полюсе Юпитера пульсирует с периодом примерно 11 минут, излучение, регистрируемое с северного полюса, хаотично изменяет яркость, то увеличиваясь, то уменьшаясь, причем независимо от излучения с южного полюса.

Это открытие делает и без того загадочную планету-гигант уже совсем необычным объектом. Ведь рентгеновские сияния до сих пор не обнаружены у других газовых гигантов нашей Солнечной системы, включая Сатурн. Непохож Юпитер и на нашу Землю, где полярные сияния на северном и южном полюсах, как правило, появляются синхронно ( что вполне естественно, поскольку магнитное поле Земли дипольное, а значит его силовые линии на севере и на юге в первом приближении симметричны — прим. @maksina).

Чтобы понять, как Юпитер создает свои рентгеновские сияния, команда исследователей планирует объединить уже имеющиеся новые и будущие рентгеновские данные с Chandra и XMM-Newton с информацией космической миссии Juno(NASA). Juno в настоящее время движется по полярной орбите вокруг Юпитера (полное название миссии — Jupiter Polar Orbiter).


источник

Если ученые смогут связать рентгеновскую активность на полюсах с физическими изменениями, наблюдаемыми одновременно приборами на борту Juno, они, возможно, смогут понять, какой (или какие) физические процессы генерирует полярные сияния Юпитера (а также полярные сияния на других планетах).

Одна из теорий, которую наблюдения рентгеновских обсерваторий Chandra, XMM-Newton и Juno помогут подтвердить или опровергнуть, заключается в том, что рентгеновские сияния Юпитера вызваны взаимодействием частиц и волн на границе между магнитным полем Юпитера, которое генерируется электрическими токами во внутренней части планеты и солнечным ветром — высокоскоростным потоком плазмы, истекающим из Солнца. Взаимодействия между солнечным ветром и магнитным полем Юпитера могут привести к вибрации последнего и образованию магнитных волн. Заряженные частицы будут двигаться по этим волнам и получать энергию. Столкновения этих частиц с атмосферой Юпитера создадут яркие вспышки рентгеновских лучей, наблюдаемые Chandra и XMM-Newton. В рамках этой теории 11-минутный интервал — это время прохождения волны вдоль одной из силовых линий магнитного поля Юпитера.

Если эта теория верна, то разница в поведении северного и южного полюсов Юпитера может быть вызвана всего лишь различием в видимости двух полюсов. Поскольку ось магнитного поля Юпитера наклонена, мы лучше видим его северный полюс, и, соответственно, сияния на нём. Поэтому для северного полюса мы можем наблюдать несколько областей пересоединения магнитных линий, и, как следствие, наложение пульсаций с различающимися периодами, тогда как для южного полюса мы видим только одну область пересоединения. Это приводит к тому, что поведение аврора северного полюса из-за суперпозиции наблюдаемых процессов кажется хаотичной и неустойчивой по сравнению с южным.

Более сложный вопрос заключается в том, каким образом в магнитосфере Юпитера (магнитосфера — это область, контролируемую магнитным полем планеты) частицы ускоряются до настолько высоких энергий, необходимых для создания рентгеновского излучения.

Рентгеновское излучение, наблюдаемое Chandra, может образоваться только в том случае, если Юпитер ускоряет ионы кислорода до таких высоких энергий, что при столкновении с атмосферой ион кислорода теряет все свои восемь электронов.

Также ученые надеются выяснить, какое влияние эти частицы высоких энергий оказывают на саму планету. Влияют ли они на погоду на Юпитере и на химический состав его атмосферы? Могут ли они объяснить аномально высокие температуры, обнаруженные в некоторых областях атмосферы Юпитера? Всё это вопросы, на которые Chandra, XMM-Newton и Juno, возможно (по крайней мере мы надеемся на это), помогут ответить в будущем.

[источник — https://astronomynow.com/2017/11/10/the-dynamic-duo-jupiters-independently-pulsating-x-ray-aurorae/]

PS. Изложенные выше результаты опубликованы в статье "The independent pulsations of Jupiter’s northern and southern X-ray auroras" , авторы - W. R. Dunn, G. Branduardi-Raymont, L. C. Ray, C. M. Jackman, R. P. Kraft et al., Nature Astronomy 1, 758–764 (2017) .


Спасибо за внимание,
Ваша Кошка- @maksina (попробовавшая себя в роли переводчика)

vp-cosmosкосмосюпитерvoх-populipsk
84
169.463 GOLOS
0
В избранное
vp-cosmos
Космос - от атома до Вселенной
84
0

Зарегистрируйтесь, чтобы проголосовать за пост или написать комментарий

Авторы получают вознаграждение, когда пользователи голосуют за их посты. Голосующие читатели также получают вознаграждение за свои голоса.

Зарегистрироваться
Комментарии (3)
Сортировать по:
Сначала старые