Полярные сияния в атмосфере Юпитера, глазами телескопа Джеймса Уэбба.
Телескоп имени Джеймса Уэбба зафиксировал новые детали полярных сияний на крупнейшей планете нашей Солнечной системы. Танцующие огни, наблюдаемые на Юпитере, в сотни раз ярче, чем на Земле. Благодаря повышенной чувствительности телескопа Webb астрономы изучили это явление, чтобы лучше понять магнитосферу Юпитера.
Полярные сияния возникают, когда частицы высокой энергии попадают в атмосферу планеты вблизи ее магнитных полюсов и сталкиваются с атомами или молекулами газа. На Земле они известны как Северное и Южное сияние. Полярные сияния на Юпитере не только огромны по размерам, но и в сотни раз более энергичны, чем в атмосфере Земли. Полярные сияния на Земле вызываются солнечными бурями — когда заряженные частицы от Солнца попадают дождем в верхние слои атмосферы, заряжают газ энергией и заставляют их светиться оттенками красного, зеленого и фиолетового.
У Юпитера есть дополнительный источник полярных сияний: сильное магнитное поле газового гиганта притягивает заряженные частицы из окружающей среды. Это включает в себя не только заряженные частицы солнечного ветра, но и частицы, выбрасываемые в космос его спутником Ио, известным своими многочисленными и крупными вулканами. Вулканы Ио выбрасывают частицы, которые преодолевают гравитацию Луны и вращаются вокруг Юпитера. Поток заряженных частиц, высвобождаемых Солнцем, также достигает планеты. Большое и мощное магнитное поле Юпитера захватывает все заряженные частицы и разгоняет их до огромных скоростей. Эти быстрые частицы врезаются в атмосферу планеты с высокой энергией, что возбуждает газ и заставляет его светиться.
Теперь уникальные возможности телескопа JWST позволяют по-новому взглянуть на полярные сияния на Юпитере. Чувствительность телескопа позволяет астрономам фиксировать быстро меняющиеся полярные сияния. Новые данные были получены с помощью камеры Webb's NIRCam (ближняя инфракрасная камера) 25 декабря 2023 года группой ученых под руководством Джонатана Николса из Лестерского университета в Соединенном Королевстве. “Это был настоящий рождественский подарок – он просто поразил меня!” - поделился Николс. “Мы хотели посмотреть, как быстро меняются полярные сияния, ожидая, что они будут постепенно исчезать, возможно, в течение четверти часа или около того. Вместо этого мы наблюдали, как вся область полярного сияния шипела и вспыхивала светом, иногда меняющимся с каждой секундой”.
В частности, команда исследовала излучение катиона тригидрата (H3+), которое может возникать при полярных сияниях. Они обнаружили, что это излучение гораздо более изменчиво, чем считалось ранее. Наблюдения помогут ученым лучше понять, как нагреваются и охлаждаются верхние слои атмосферы Юпитера/
“Что сделало эти наблюдения еще более особенными, так это то, что мы также одновременно делали снимки в ультрафиолетовом диапазоне с помощью космического телескопа НАСА ”Хаббл", - добавил Николс. “Как ни странно, самый яркий свет, наблюдаемый "Уэббом", не имел реального аналога на снимках "Хаббла". Это заставило нас задуматься. Чтобы вызвать такое сочетание яркости, которое наблюдали и "Уэбб", и "Хаббл", нам нужно сочетание большого количества частиц с очень низкой энергией, попадающих в атмосферу, что ранее считалось невозможным. Мы до сих пор не понимаем, как это происходит”.
Теперь команда планирует изучить это расхождение между данными Хаббла и Уэбба и изучить более широкие последствия для атмосферы Юпитера и космической среды. Они также намерены дополнить это исследование дополнительными наблюдениями Уэбба, которые они смогут сравнить с данными космического аппарата НАСА "Юнона", чтобы лучше изучить причину загадочного яркого излучения.
Космический телескоп Джеймса Уэбба - крупнейшая в мире научная обсерватория в области космонавтики. "Уэбб" разгадывает тайны нашей Солнечной системы, заглядывает в далекие миры, вращающиеся вокруг других звезд, и исследует таинственные структуры и происхождение нашей Вселенной, а также наше место в ней. Webb - это международная программа, возглавляемая НАСА совместно со своими партнерами, ESA (Европейским космическим агентством) и CSA (Канадским космическим агентством).
