Импульс Юпитера на полюсах независимы

Окт 30, 2017 Леонид Гляделов

Северный и южный импульсы Юпитера, независимы друг от друга, согласно новому исследованию под руководством UCL с использованием рентгеновских обсерваторий XMM-Newton от ESA и NASA Chandra.

Исследование, опубликованное сегодня в Nature Astronomy , показало, что очень высокоэнергетические рентгеновские излучения на южном полюсе Юпитера последовательно пульсируют каждые 11 минут. Между тем те на северном полюсе неустойчивы: увеличиваются и уменьшаются по интенсивности, независимо от южного полюса.

Такое поведение отличается от северных и южных полярных сирий Земли, которые в целом отражают друг друга. Другие подобные планеты, такие как Сатурн, не производят никаких обнаруживаемых рентгеновских излучений, что делает выводы о Юпитере особенно озадачивающими.

«Мы не ожидали, что рентгеновские «горячие точки» Юпитера будут пульсировать независимо, поскольку мы думали, что их деятельность будет скоординирована через магнитное поле планеты. Нам нужно изучать это далее, чтобы развить идеи о том, как Юпитер производит свое рентгеновское излучение и NASA Миссия Juno действительно важна для этого», - объяснил ведущий автор Уильям Данн (Лаборатория космических наук UCL Mullard, Великобритания и Гарвардско-Смитсоновский центр астрофизики, США).

После прибытия на Юпитер в 2016 году миссия Юноны переписала большую часть того, что известно о гигантской планете, но на борту космического корабля нет рентгеновского измерительного оборудования. Чтобы понять, происхождение рентгеновского излучения, команда надеется объединить информацию о излучении рентгеновских лучей, собранную с использованием XMM-Ньютон и Chandra, с данными, собранными Юноной, когда она исследует районы, из которых исходит полярное сияние Юпитера .

«Если мы сможем начать связывать сигнатуры рентгеновских лучей с физическими процессами, которые их производят, то мы можем использовать эти сигнатуры для понимания других тел по всей Вселенной, таких как коричневые карлики, экзопланеты или даже нейтронные звезды. И важный шаг к пониманию рентгеновских лучей во Вселенной, когда Юнона проводит измерения одновременно с Чандрой и XMM-Ньютоном », - сказал Уильям Данн.

Одна из теорий, которую Юнона может помочь доказать или опровергнуть, заключается в том, что полярные сияния Юпитера формируются отдельно, когда магнитное поле планеты взаимодействует с солнечным ветром. Группа учёных подозревает, что линии магнитного поля вибрируют, создавая волны, которые переносят заряженные частицы к полюсам, и эти изменения скорости и направления движения, пока они не столкнутся с атмосферой Юпитера, генерируют импульсы рентгеновского излучения.

Используя рентгеновские обсерватории XMM-Newton и Chandra в мае-июне 2016 года и марте 2007 года, авторы подготовили карты рентгеновских излучений Юпитера и определили рентгеновское пятно на каждом полюсе. Каждая горячая точка покрывает область, намного большую, чем поверхность Земли. Изучая каждую, чтобы определить модели поведения, они обнаружили, что горячие точки имеют очень разные характеристики.

«Поведение рентгеновских горячих точек Юпитера вызывает важные вопросы о том, какие процессы производят эти полярные сияния. Мы знаем, что задействовано сочетание ионов солнечного ветра и ионов кислорода и серы, первоначально из-за вулканических взрывов от Луны Юпитера, Ио., их относительная важность при производстве рентгеновских излучений неясна», - пояснил соавтор Д-р Licia Ray (Lancaster University).

«То, что я нахожу особенно увлекательным в этих наблюдениях, особенно в то время, когда Юнона делает измерения на месте, заключается в том, что мы можем сразу увидеть оба полюса Юпитера, редкую возможность, которая дана была десять лет назад. Поведение на двух полюсах позволяет нам узнать гораздо больше о сложных магнитных взаимодействиях, происходящих в окружающей среде планеты», - заключил соавтор профессор Грациелла Брандуарди-Раймонт (UCL Space & Climate Physics).

Команда надеется продолжить отслеживание активности полюсов Юпитера в течение следующих двух лет с помощью рентгеновских наблюдательных кампаний в сочетании с Juno, чтобы увидеть, является ли это ранее незарегистрированное поведение обычным явлением.