Даже в небольшой телескоп кольца Сатурна выглядят как что-то нереальное. Четыре столетия эта планета завораживает астрономов своей красотой. Но кольца — лишь верхушка айсберга. Под ними скрывается мир экстремальных масштабов: газовый гигант, который в 11 раз шире Земли, вращается так быстро, что его сутки длятся всего 10,7 часа, а его магнитное поле простирается на миллионы километров во всех направлениях.
У каждой планеты есть своя «невидимая крепость» — магнитосфера. Это область вокруг небесного тела, где его собственное магнитное поле противостоит потоку заряженных частиц, летящих от Солнца. Без этой защиты солнечный ветер разрушал бы атмосферы, бомбардировал поверхности и сделал бы жизнь на Земле невозможной. Долгое время ученые думали, что все магнитные поля устроены одинаково — по образу и подобию земного. Новое исследование опровергает это.
Слабое место в невидимой крепости
У любой магнитосферы есть уязвимые точки — так называемые каспы. Это воронкообразные «дыры» в магнитном щите, расположенные в полярных регионах на стороне, обращенной к Солнцу. Через них заряженные частицы звездного ветра просачиваются прямо в верхние слои атмосферы, вызывая полярные сияния.
На Земле касп предсказуемо находится примерно в районе местного полудня. Это логично: здесь давление солнечного ветра и давление магнитного поля планеты уравновешивают друг друга. Ученые ожидали увидеть то же самое и у других планет. Но Сатурн преподнес сюрприз.
Куда смотрит «дыра» Сатурна
Исследователи из Ланкастерского университета проанализировали данные, собранные зондом «Кассини» с 2004 по 2010 год, и выяснили, что касп Сатурна находится совсем не там, где его искали.
Вместо полуденного сектора он смещен в послеобеденное время — в среднем между 13:00 и 15:00 по местному времени, а иногда достигает почти 20:00. То есть «дыра» в магнитном щите смотрит не прямо на Солнце, а куда-то в сторону.
Почему так вышло?
Виновников двое: бешеное вращение и активный спутник.
Сатурн делает полный оборот вокруг своей оси всего за 10,7 часа. Для сравнения: Земле на это нужно 24 часа. Это сверхбыстрое вращение создает колоссальные центробежные силы, которые искажают магнитное поле.
Второй фактор — Энцелад. Этот ледяной спутник постоянно выбрасывает в космос струи воды, льда и органических соединений. Вещество попадает в магнитосферу Сатурна, насыщает ее ионизированными частицами и делает ее гораздо более «тяжелой» и инертной, чем земная.
В результате силы вращения начинают доминировать над давлением солнечного ветра. Магнитное поле Сатурна буквально «увлекает» касп за собой, смещая его от полудня к вечеру.
Почему это важно
Положение каспа напрямую влияет на то, где именно происходит магнитное пересоединение — взрывной процесс, который ускоряет частицы до огромных энергий и вызывает полярные сияния. На Сатурне эти сияния должны возникать совсем не там, где они возникали бы, если бы планета была «копией» Земли.
Кроме того, это открытие подтверждает догадку, которую теоретики вынашивали годами: быстро вращающиеся планеты-гиганты работают в принципиально ином магнитном режиме, чем медленные и маленькие миры вроде Земли.
Миссия «Кассини» завершилась еще в 2017 году, когда зонд был намеренно сожжен в атмосфере Сатурна. Но данные, которые он передал за 13 лет работы, продолжают приносить открытия. И это открытие — не последнее.
Как вы думаете, сколько еще сюрпризов хранят в себе газовые гиганты? И можем ли мы когда-нибудь создать магнитное поле искусственно — например, для защиты марсианских колоний? Делитесь мнениями в комментариях!
Читайте также: