Космический телескоп James Webb (JWST) получил уникальные изображения полярных сияний в атмосфере Юпитера, которые оказались в сотни раз мощнее и ярче, чем на Земле. Эти наблюдения помогли ученым раскрыть новые детали о процессах, происходящих в верхних слоях атмосферы газового гиганта, а также поставили перед ними новые задачи.
Полярные сияния образуются, когда заряженные частицы сталкиваются с атомами газа в атмосфере планеты, заставляя их светиться. На Земле их вызывает солнечный ветер, но на Юпитере ситуация сложнее. Главный «поставщик» частиц — вулканический спутник Ио, чьи выбросы попадают в мощное магнитное поле планеты, разгоняются и врезаются в атмосферу, создавая гигантские световые шоу.
В декабре 2023 года JWST провел серию наблюдений за юпитерианскими сияниями. Ученые ожидали, что они будут затухать за 10–15 минут, но вместо этого увидели динамичные вспышки, меняющиеся каждую секунду. Анализ показал, что излучение иона H₃⁺ (триводорода) в атмосфере Юпитера гораздо изменчивее, чем считалось ранее.
Еще более загадочным оказалось расхождение в данных между JWST и Hubble, которые вели наблюдения одновременно, но в разных диапазонах. Самый яркий свет, зафиксированный James Webb, не имел аналогов на снимках Hubble.
«Это открытие заставило нас поломать голову, — признаются исследователи. — Чтобы объяснить такую яркость, требуется невозможная, на первый взгляд, комбинация частиц очень низкой энергии, падающих в атмосферу, как моросящий дождь. Пока мы не понимаем, как это работает».
Ученые планируют продолжить изучение данных JWST и сопоставить их с информацией от зонда Juno, который исследует Юпитер с орбиты. Большие надежды возлагаются и на миссию JUICE, которая в ближайшие годы проведет детальные измерения магнитного поля и атмосферы планеты.
Новые открытия помогут не только разгадать тайны Юпитера, но и лучше понять природу полярных сияний на других планетах, включая экзопланеты за пределами Солнечной системы.