«Уэбб» запечатлел яркие полярные сияния на Юпитере

Наблюдение состоялось 25 декабря 2023 года — ученые направили телескоп на северный полюс крупнейшей планеты Солнечной системы. Руководитель проекта, планетолог Джонатан Николс из Университета Лестера назвал эти данные «рождественским подарком» и отметил, что был ошеломлен скоростью изменений в структуре сияний. По его словам, весь регион буквально «искрился и сверкал светом, иногда меняющимся каждую секунду».

На Земле полярные сияния появляются, когда солнечные частицы сталкиваются с молекулами в атмосфере — чаще всего кислородом и азотом. Это вызывает свечение, которое можно наблюдать вблизи магнитных полюсов. Цвет и форма зависят от высоты столкновения и состава атмосферы.

На Юпитере процесс похожий, но гораздо масштабнее. Планета обладает самым сильным магнитным полем среди всех тел Солнечной системы — примерно в 20 000 раз мощнее земного. Оно направляет заряженные частицы к полюсам, создавая сияния, которые в сотни раз ярче земных.

Кроме того, в отличие от Земли, на Юпитер действует еще один источник частиц — его спутник Ио. Это тело с активной вулканической деятельностью, и его извержения выбрасывают в космос огромное количество вещества. Эти частицы захватываются магнитным полем Юпитера и становятся топливом для сияний.

Новизна наблюдений «Уэбба» в том, что телескоп зафиксировал необычно яркие области свечения, которые не видно на изображениях, полученных ранее с телескопа «Хаббл». Исследователи считают, что причиной может быть поток большого количества низкоэнергетических частиц — но ранее никто не предполагал, что такие условия возможны. По словам Николса, ученым пока не ясно, как именно формируются эти участки.

Для наблюдений команда использовала камеру ближнего инфракрасного диапазона «Уэбба» NIRCam, а также ультрафиолетовые датчики телескопа Хаббла. На снимках Юпитер предстал как темно-синий шар с бежевыми и белыми полосами, кольцами и яркими голубыми вспышками в районе полюсов. Также удалось заснять два небольших спутника — Амальтею и Адрастею.

Это не первое наблюдение сияний на Юпитере: в 2022 году «Уэбба» уже показывал, как они охватывают верхние слои атмосферы. Но новое исследование впервые демонстрирует их столь высокую яркость и изменчивость. Полученные данные помогут глубже понять, как устроена магнитосфера Юпитера — область, где господствует его мощное магнитное поле. Эта работа была опубликована в журнале Nature Communications.

Изучение таких процессов помогает не только понять поведение Юпитера, но и расширить знания о взаимодействии магнитных полей, атмосферы и плазмы — не только в нашей Солнечной системе, но и на экзопланетах, где возможны похожие явления.