В последние месяцы команда ученых, возглавляемая Институтом исследований Юго-Запада, сделала захватывающее открытие, используя данные, полученные от космического аппарата NASA Juno в его недавних пролетах мимо вулканической луны Ио. Исследования, проведенные в конце 2023 и начале 2024 года, еще раз подтверждают, что Ио — это не просто «луна» в системе Юпитера, а настоящая лаборатория по изучению взаимодействия плазмы и магнитных полей. Давайте разберемся!

Если вы когда-либо задумывались, как связи между планетами и их луной могут создавать совершенно новые феномены в космосе, то крыло Альвена — это именно то место, где все это происходит. Эта область соединяет Ио с ионосферой Юпитера, создавая уникальную среду для изучения. В ней ученые обнаружили электроны с высокими энергиями, взаимодействующими с атмосферой и поверхностью луны.

Доктор Роберт Эберт, руководитель исследования, описывает, как электроны получают свою энергию от магнитного поля Юпитера. Такие возбужденные электроны не просто «витают» в космосе; они активно взаимодействуют с атмосферой Ио, ионизируя и возбуждая атомы и создавая авроры. Можно сказать, что Ио «светится» благодаря своей бурной электрификации.

Интересно, что еще в 1990-х годах миссия NASA Galileo зафиксировала интенсивные электронные пучки в крыле Альвена и других районах. Однако новые данные от Juno показывают, что распределение электроно́в в этой области неравномерно: их наибольшее количество наблюдается на границах крыла, а внутри оно значительно меньше. Это подразумевает, что разные участки Ио получают разные уровни облучения от этих электронных пучков.

Исследование Juno — это не только очередной эксперимент. Это пионерское исследование находится в рамках эксперимента JADE (Jupiter Auroral Distributions Experiment), который исследует плазму вокруг Ио. Доктор Фредерик Аллегрини из команды JADE подчеркивает, что благодаря новым высоким разрешениям измерений, полученных от аппарата, исследователи могут лучше понять, как эти электроны взаимодействуют с радиационными полями Юпитера.

Миссия Juno действительно приходится вдыхать жизнь в традиционные представления о том, что возможно в жестких радиационных условиях. Аллегрини заметил, что «любой другой инструмент или космический аппарат, скорее всего, вышел бы из строя, если бы оставался там на длительное время».

Эти открытия являются ключевыми для понимания не только Ио, но и общей динамики луны и планеты в системе Юпитера. Убедиться в неравномерности распределения электронов в крыле Альвена — это значит перевернуть наше представление о взаимодействии между магнитными полями и луной. Более того, это поможет глубже понять, как такое облучение может влиять на потенциальные условия для жизни на других планетах.

В итоге, новейшие данные от Juno открывают целый мир возможностей для космических исследований и углубляют наше понимание динамичных процессов, происходящих на других планетах нашей солнечной системы. Ио продолжает удивлять, и, кто знает, каких еще тайн он нас ждет в будущем!

Южный полюс Юпитера в инфракрасном диапазоне, запечатленный орбитальным аппаратом NASA "Юнона" 4 ноября 2019 года.

На этом завораживающем снимке мы видим гигантские циклоны на южном полюсе Юпитера. В центре находится один большой вихрь, окруженный кольцом из шести циклонов, каждый из которых сравним по размеру с территорией США. Благодаря инфракрасной съемке мы можем видеть, как эти колоссальные штормы генерируют тепло в атмосфере планеты.

Интересный факт: эти полярные циклоны вращаются против часовой стрелки со скоростью около 350 км/ч и остаются неизменными с момента их первого обнаружения в 2016 году.

Большое красное пятно (БКП) — это самый крупный атмосферный вихрь в Солнечной системе, представляющий собой постоянную зону высокого давления, создающую антициклонический шторм на Юпитере. На протяжении веков наблюдений БКП изменяет свои размеры и цвет. Оно перемещается параллельно экватору планеты, а газ внутри него вращается против часовой стрелки с периодом около шести земных суток.

В начале наблюдений БКП имело размеры около 40 тысяч километров в длину (по другим данным — 50 000 километров) и 13 тысяч километров в ширину. С 1930-х годов его размер постоянно уменьшается: в 1979 году он составлял 23 300 километров, а в 2014 году — 16 500 километров. Скорость ветра внутри пятна превышает 500 километров в час. БКП представляет собой гигантский ураган, размеры которого варьируются от 24 до 40 тысяч километров в длину и от 12 до 14 тысяч километров в ширину, что значительно больше размеров Земли.

Измерения, проведенные с помощью микроволнового радиометра АМС «Юнона», оценили глубину БКП примерно в 240 километров, а измерение гравитационных возмущений орбиты АМС при пролётах БКП дало оценку глубины от 200 до 500 километров. Размеры пятна постоянно меняются, и общая тенденция — к уменьшению; 100 лет назад БКП было примерно в два раза больше и значительно ярче, как показывают результаты наблюдений А. А. Белопольского в 1880-е годы. Тем не менее, это всё ещё самый большой атмосферный вихрь в Солнечной системе.

Пятно расположено примерно на 22° южной широты и движется параллельно экватору планеты. Газ в БКП вращается против часовой стрелки с периодом около шести земных суток. Температура верхнего слоя облаков БКП составляет около −160 °C и находится примерно на 8 километров выше верхней кромки окружающих облаков. Центральная часть пятна немного теплее своих периферийных областей.

Причины красного цвета БКП до сих пор не выяснены окончательно. Возможно, этот цвет обусловлен химическими соединениями, содержащими фосфор.

На Юпитере также существуют другие «пятна-ураганы», меньшие по размеру, которые могут быть белыми, коричневыми или красными и существовать десятки лет, а возможно, и дольше. Пятна фиксируются как в Северном, так и в Южном полушарии, но устойчивые образования, существующие длительное время, имеются только в Южном.

Из-за разницы в скоростях атмосферных течений на Юпитере иногда происходят столкновения ураганов. Одно из таких столкновений произошло в 1975 году, в результате чего красный цвет БКП «поблёк» на несколько лет. В июле 2006 года предполагалось столкновение БКП с крупным красным образованием Oval BA, однако пятна прошли «по касательной». Oval BA образовалось между 1998 и 2000 годами в результате слияния трёх меньших белых овалов, наблюдавшихся в течение 60 лет. Это новое атмосферное образование изначально было белым, но в феврале 2006 года приобрело красно-коричневый цвет и стало называться малым красным пятном. В июне — июле 2008 года с помощью телескопа «Хаббл» было зафиксировано поглощение БКП небольшого красного пятна.

Согласно одной из гипотез, пока ураган находится на уровне общей поверхности верхнего края атмосферы, он выглядит белым. Однако когда его мощность возрастает, вихрь поднимается выше общего слоя облаков, где ультрафиолетовое излучение Солнца изменяет его цвет, придавая ему красный оттенок.

Гигантские «пятна-ураганы» не являются уникальными для Юпитера, аналогичные образования известны и на других газовых планетах, таких как Большое тёмное пятно на Нептуне.

#eofru #космос #космонавтика #солнечная_система #юпитер #juno

Изображение Юпитера было составлено из снимков, полученных космическим аппаратом "Юнона" в августе 2020 года.