Космический телескоп Джеймса Уэбба зафиксировал невероятные детали полярных сияний на Юпитере, которые в 100 раз ярче, чем на Земле. Эти наблюдения открывают новые горизонты для изучения магнитосферы крупнейшей планеты Солнечной системы и могут значительно повлиять на наши представления о процессах, происходящих в её атмосфере.
Космический телескоп NASA/ESA/CSA Джеймса Уэбба (JWST) запечатлел ослепительные детали полярных сияний на Юпитере, крупнейшей планете Солнечной системы. Полярные сияния, наблюдаемые на Юпитере, поразительны - они в 100 раз ярче, чем световые шоу на Земле.
Благодаря высокой чувствительности Webb к широкому спектру длин волн, включая ближний инфракрасный и инфракрасный диапазоны, учёные получили уникальную информацию о загадочной магнитосфере Юпитера. Не так давно Webb также осуществил свои первые наблюдения полярных сияний на Нептуне.
Полярные сияния на Юпитере, так же как и на Земле, возникают, когда частицы высокой энергии проникают в атмосферу планеты рядом с её магнитными полюсами и взаимодействуют с атомами газа в атмосфере. Однако полярные сияния на Юпитере не только огромные; согласно данным Европейского космического агентства (ESA), они на порядок более энергичны, чем на Земле.
На Земле полярные сияния вызываются солнечными штормами, приносящими высоко заряженные частицы, которые возбуждают определённые газы и заставляют их светиться в разных цветах - наиболее часто в зелёном, фиолетовом и красном. Юпитер отличается тем, что его сильное магнитное поле притягивает заряженные частицы из окружающей среды, включая частицы солнечного ветра и большее количество частиц, выбрасываемых вулканами его луны Ио.
Сильное магнитное поле Юпитера захватывает эти зарядные частицы и разгоняет их до огромных скоростей. В результате, удара этих супербыстрых частиц о атмосферу планеты вызывает её свечение.
Исторически говорить о таких явлениях было сложно из-за низкого уровня наблюдаемости, именно здесь уникальные возможности веббовской оптики оказываются на переднем плане. Телескоп очень чувствителен к множеству длин волн света, а его производительность позволяет значительно увеличить скорость затвора, что дает возможность наблюдать быстро меняющиеся особенности полярных сияний на Юпитере.
Новые результаты были получены на Рождество, 25 декабря 2023 года, командой учёных под руководством Джонатана Николса из Университета Лестера в Великобритании.
«Какой это был рождественский подарок — это просто поразило меня!» — комментирует Николс. — «Мы хотели увидеть, как быстро меняются полярные сияния, ожидая, что они будут медленно угасать и ярчить, возможно, в течение квартала часа или около того. Вместо этого мы наблюдали, как вся область полярной сияния сверкает и потрескивает, иногда изменяясь каждую секунду.»
Команда также провела одновременные наблюдения с помощью телескопа Хаббла, но здесь произошёл неожиданный момент: «Удивительно, но самый яркий свет, наблюдаемый веббом, не имел реального сопоставления в снимках Хаббла. Это оставляет нас в недоумении», — объясняет Николс. — «Чтобы объяснить сочетание яркости, увиденной обоими телескопами, нам нужно получить, казалось бы, невозможно — сочетание высоких количеств очень низкоэнергетических частиц, попадающих в атмосферу — как бы ливень!»
Исследовательская команда работает сейчас над тем, чтобы понять расхождения между двумя космическими телескопами и что различия в наблюдениях могут значить для атмосферы Юпитера и окружающей космической среды.
