«Джеймс Уэбб» зафиксировал аномалии в полярных сияниях Юпитера: яркость в сотни раз выше земной и низкоэнергетические частицы, которых не должно существовать

Космический телескоп «Джеймс Уэбб» (JWST) раскрыл новые детали полярных сияний Юпитера, которые оказались в сотни раз ярче земных. Наблюдения, проведённые 25 декабря 2023 года с помощью инфракрасной камеры ближнего диапазона (NIRCam), позволили учёным изучить динамику этих явлений в мельчайших подробностях. Руководитель исследования Джонатан Николс из Лестерского университета отметил, что сияния не только менялись каждую секунду, но и преподнесли неожиданные загадки.

Полярные сияния на Юпитере возникают из-за взаимодействия высокоэнергетических частиц с атмосферой планеты. В отличие от Земли, где основным источником частиц является солнечный ветер, газовый гигант получает дополнительный «заряд» от вулканов Ио — самого геологически активного спутника в Солнечной системе. Выброшенные ими частицы, а также солнечный ветер захватываются мощным магнитным полем Юпитера, разгоняются до огромных скоростей и сталкиваются с атмосферой, вызывая свечение.

Используя данные JWST, команда сосредоточилась на излучении тригидрид-иона (H₃+), ключевого компонента юпитерианских сияний. Оказалось, что его яркость изменяется гораздо быстрее, чем предполагалось, — иногда за секунду. Это указывает на динамические процессы, влияющие на нагрев и охлаждение верхних слоёв атмосферы. Однако главной неожиданностью стало расхождение между данными «Джеймса Уэбба» и параллельных наблюдений телескопа «Хаббл» в ультрафиолетовом диапазоне. Яркие вспышки, зафиксированные JWST, не имели аналогов на снимках «Хаббла», что поставило учёных в тупик.

«Чтобы объяснить это, нам пришлось предположить существование частиц с крайне низкой энергией, которые раньше считались неспособными вызывать такое свечение», — пояснил Николс. Это открытие ставит под сомнение текущие представления о взаимодействии магнитосферы Юпитера с окружающей средой.

Сейчас команда готовится к новому этапу исследований. Планируется сопоставить данные JWST с информацией от зонда Juno, который с 2016 года изучает магнитное поле и атмосферу планеты. Такой подход позволит получить трёхмерную картину процессов и раскрыть природу аномалий. Результаты текущей работы уже называют прорывом в понимании космической погоды гигантских планет.

Учёные надеются, что дальнейший анализ прольёт свет не только на загадки Юпитера, но и на эволюцию экзопланет с сильными магнитными полями.

 Источник: science.nasa.gov