Зонд «Юнона» помог обнаружить отпечаток Каллисто в полярных сияниях Юпитера

Яркие полярные сияния Юпитера возникают не только в результате взаимодействия с солнечным ветром (когда частицы, направляемые магнитным полем, возбуждают атомы атмосферы, заставляя их излучать), но и со своими лунами, пересекающими линии его мощного магнитного поля. В отличие от Земли, где сияния возникают лишь под влиянием солнечной активности, крупнейшие спутники Юпитера оставляют собственные уникальные «подписи» в атмосфере гиганта.

До сих пор с ними уверенно связывали лишь три галилеевых спутника — Ио, Европу и Ганимед, — в то время как вклад Каллисто оставался гипотетическим: слабый сигнал этой луны чаще всего оказывался скрыт в ярком свечении главного овала Юпитера. Подтвердить ее след в атмосфере газового гиганта не получилось даже с помощью космического телескопа «Хаббл».

Ситуация изменилась благодаря миссии NASA «Юнона», которая с 2016-го исследует Юпитер с полярной орбиты. Зафиксировать след Каллисто удалось в сентябре 2019 года: в тот момент магнитосфера планеты значительно расширилась под действием слабого солнечного ветра, что привело к смещению яркого аврорального овала примерно на 1800 километров к экватору.

На полюсах Юпитера заметили пятна размером с Землю Атмосфера крупнейшей планеты Солнечной системы продолжает удивлять астрономов: на северном и южном полюсах Юпитера, под яркими зонами его полярных сияний, расположились огромные темные пятна, увиде… naked-science.ru

Зонд уловил характерное двойное свечение — два пятна яркостью 108 и 137 килорелей (единица измерения интенсивного потока фотонов), соответствующие потокам электронов, ускоренных во взаимодействии с Каллисто. При этом значения оказались намного ниже сияний от Ио (до 2000 килорелей), Европы (до 180 килорелей) и Ганимеда (до 900 килорелей).

Эту разницу авторы исследования, опубликованного в журнале Nature Communications,
объяснили меньшей эффективностью передачи энергии между спутником и магнитосферой, а также особенностями положения Каллисто в плазменной среде Юпитере.

Измерение параметров плазмы в магнитной трубке, соединяющей спутник и планету, с помощью установленных на борту аппарата приборов JADE и Waves, позволило зарегистрировать электроны с энергией около 10 килоэлектронвольт, а также электростатические волны, связанные с этими пучками частиц. Они, по расчетам, способны запускать радиоволновое излучение, однако его мощность оказалась слишком слабой для прямого обнаружения.

Астрономы рассмотрели полярные сияния на всех четырех галилеевых спутниках Юпитера Новые наблюдения показали, что полярные сияния на четырех крупнейших спутниках Юпитера окрашены в густо-красный цвет, а на Ио — еще и с оттенками желтого и оранжевого. naked-science.ru

Окончательно подтвердить наличие следа Каллисто в атмосфере газового гиганта позволили стабильность свечения и совпадение с расчетной орбитальной скоростью луны. Таким образом астрономы завершили «семейный портрет» галилеевых спутников, показав, что все они без исключения оставляют свои «подписи» в атмосфере Юпитера.

Результаты научной работы, полученные исследовательской группой под руководством Йонаса Рабиа (Jonas Rabia) из Университета Тулузы (Франция), открывают новые перспективы для изучения подобных процессов в других планетных системах.