Маленький спутник, большое влияние: как Энцелад воздействует на магнитосферу Сатурна

Энцелад известен прежде всего гейзерами: из трещин у южного полюса в космос постоянно выбрасываются водяной пар и ледяная пыль. Оказалось, что за этим стоит важный физический эффект. Когда частицы покидают спутник, они ионизуются (превращаются в плазму) и начинают взаимодействовать с магнитным полем Сатурна.

Анализ 13-летних данных «Кассини» показал, что вокруг спутника возникают особые плазменные волны — альфвеновские. Это колебания, распространяющиеся вдоль магнитных линий планеты. По этим линиям возмущения от Энцелада доходят до верхних слоев атмосферы Сатурна у полюсов и влияют на полярные сияния.

Ученые обнаружили сложную систему волн: они многократно проходят между ионосферой Сатурна и облаком плазмы на орбите спутника, каждый раз частично возвращаясь обратно. В результате формируется разветвленная структура, охватывающая огромные расстояния — более 500 000 км, то есть свыше двух тысяч радиусов самого Энцелада.

Это означает, что маленький спутник работает как генератор электромагнитных возмущений планетарного масштаба. Через магнитные линии энергия и импульс передаются от него к Сатурну, а в полярных регионах планеты формируются сияния, связанные именно с Энцеладом.

Исследователи также увидели, что из-за турбулентности плазмы волны распадаются на тонкие «нити». Это помогает им распространяться дальше вдоль магнитных линий и достигать высоких широт, где они взаимодействуют с заряженными частицами в верхних слоях атмосферы Сатурна и усиливают полярные сияния.

Похожие процессы, по мнению авторов, могут происходить и у ледяных спутников Юпитера, а также у некоторых экзопланетных систем.

На обложке иллюстрация электродинамического взаимодействия между Энцеладом и Сатурном. Источник: Fabrice Etifier—École Polytechnique