З моменту виходу на орбіту Юпітера у 2016 році космічний апарат НАСА “Юнона” наполегливо працює над розкриттям багатьох таємниць найбільшої планети Сонячної системи. І його останнє відкриття може бути одним з найбільш інтригуючих: абсолютно новий тип плазмових хвиль поблизу полюсів Юпітера.
У статті, опублікованій у середу в журналі Physical Review Letters, астрономи описують незвичайну картину плазмових хвиль у магнітосфері Юпітера – магнітній “бульбашці”, що захищає планету від зовнішнього випромінювання. Надзвичайно потужне магнітне поле Юпітера, схоже, змушує два дуже різні типи плазми рухатися в тандемі, створюючи унікальний потік заряджених частинок і атомів у його полярних областях.
Плазма є ключовою силою у формуванні турбулентної атмосфери Юпітера. Таким чином, дослідники вважають, що нові спостереження ще більше поглиблять наше розуміння не тільки погодних явищ на Юпітері, але й магнітних властивостей далеких екзопланет.
Для дослідження вчені проаналізували поведінку плазмових хвиль у магнітосфері Юпітера, що містить сильно намагнічену плазму низької густини. Команда, що складається з дослідників з Університету Міннесоти, Університету Айови та Південно-Західного науково-дослідного інституту в Техасі, виявила несподівані коливання між альфвенівськими хвилями та ленгмюрівськими хвилями, які відображають рух атомів плазми та рух електронів у плазмі, відповідно.
Електрони набагато легші за заряджені атоми, а це означає, що зазвичай ці два типи хвиль пульсують на дуже різних частотах – що явно не стосувалося магнітосфери Юпітера, що спонукало дослідників придивитися до неї уважніше. Подальше дослідження виявило небачений раніше тип коливань плазми поблизу полюсів Юпітера.
“Спостережувані властивості плазми дійсно незвичайні, вони не зустрічалися раніше і в інших частинах нашої Сонячної системи”, – розповів New Scientist Джон Лейф Йоргенсен (John Leif Jørgensen), планетолог з Технічного університету Данії, який не брав участі в новій роботі.
На відміну від земних полярних сяйв, які спричинені сонячними бурями, полярні сяйва Юпітера – шквал жвавих надшвидких частинок, які в сотні разів енергійніші, ніж полярні сяйва на Землі, – іноді виникають як продукт його потужного магнітного поля. На думку авторів дослідження, краще розуміння того, як працюють такі явища, може стати цінною інформацією для майбутніх місій з пошуку інопланетного життя на екзопланетах.
“Хоча такі умови не зустрічаються [на] Землі, цілком можливо, що вони застосовуються в полярних регіонах інших гігантських планет і, можливо, на сильно намагнічених екзопланетах або зірках”, – пишуть астрономи в статті.
“Юпітер – це Розеттський камінь нашої Сонячної системи, – сказав Скотт Болтон, головний дослідник “Юнони”, на вступній сторінці НАСА, присвяченій космічному апарату. “Юнона” летить туди як наш емісар, щоб інтерпретувати те, що хоче сказати Юпітер”.
Спочатку НАСА очікувало, що місія “Юнони” завершиться у 2017 році, коли космічний апарат навмисно увійде в атмосферу Юпітера, що відповідає вимогам НАСА щодо захисту планет. Але траєкторія польоту “Юнони” з часом змінилася, і НАСА дійшло висновку, що космічний апарат більше не становить загрози для супутників Юпітера. Як наслідок, агентство ухвалило рішення про продовження місії.
Тим не менш, вчені вважають, що до вересня цього року орбіта Юнони погіршиться природним чином, і вона буде поглинута атмосферою Юпітера. Однак на цьому дослідження Юпітера аж ніяк не закінчуються: Europa Clipper має досягти Європи, супутника Юпітера, у 2030 році (востаннє, коли ми перевіряли, він зробив кілька екскурсійних польотів біля Марса). Звичайно, навіть після того, як Юпітер поглине Юнону, вчені матимуть безліч безцінних даних з космічного апарату, які вони продовжуватимуть ретельно аналізувати впродовж наступних років.
