Планета-гигант Юпитер — настоящий космический театр, где разыгрываются поразительные световые шоу. Его яркие полярные сияния, захватывающие своей мощью и разнообразием, уже давно вызывают восхищение астрономов. В отличие от земных аврор, возникающих только во время вспышек на солнце, эти невероятные пейзажи во многом обязаны присутствию огромных спутников-Галилеев, выступающих неотъемлемой частью этого небесного представления.
Уникальная роль спутников Юпитера
Если на Земле северное сияние появляется вследствие столкновения частиц солнечного ветра с атмосферой, то на Юпитере в эту картину вмешиваются его лунные спутники. Каждая из крупнейших лун — Ио, Европа и Ганимед — обладает собственным отличительным «следом» в полярных сияниях Юпитера. До недавнего времени Каллисто, четвёртый по величине спутник, не могла похвастать столь же убедительным вкладом: её сигнал оставался неуловимым в ослепительном излучении основного овала авроры.
Даже такой мощный инструмент, как космический телескоп «Хаббл», не сумел однозначно зафиксировать проявления Каллисто в атмосфере Юпитера. Единственным упоминанием были робкие намеки — возможно, связанные со спутником, но не дающие уверенности для научного сообщества.
Прорыв миссии NASA: вклад Юноны и команды Университета Тулузы
Настоящий прорыв стал возможен благодаря реализации долгосрочной миссии «Юнона», стартовавшей в 2016 году. Аппарат, двигаясь по полярной орбите вокруг газового гиганта, в сентябре 2019 года оказался в нужное время и в нужном месте: из-за ослабления солнечного ветра магнитосфера Юпитера значительно расширилась, сдвинув авроральный овал почти на 2 000 км ближе к экватору. Именно в этот момент учёные, ведомые Йонасом Рабиа из Университета Тулузы, получили возможность внимательно пронаблюдать влияние Каллисто.
Бортовые приборы JADE и Waves на «Юноне» зафиксировали два характерных пятна свечения с интенсивностью 108 и 137 килорелеев — единиц измерения фотонного потока. Этот специфический сигнал указывает на ускоренные потоки электронов, возникающие в точках, где Каллисто взаимодействует с магнитным полем Юпитера. Нужно отметить, что яркость этих пятен существенно уступает аналогичным образованиям, вызванным другими галилеевыми спутниками: Ио дает до 2000 килорелеев, Ганимед — около 900, а Европа — до 180.
Загадки эффективности и положения Каллисто
Чем обусловлена столь скромная светимость этого спутника? Астрономы объясняют это явление меньшей эффективностью передачи энергетических потоков между Каллисто и магнитосферой планеты-гиганта. Кроме того, дело осложняет удалённое расположение спутника по сравнению с другими галилеевыми лунами.
Измеряя свойства плазменного потока, соединяющего Каллисто и Юпитер, учёные зарегистрировали пучки электронов с энергией примерно до 10 килоэлектронвольт, а также специфические электростатические волны, предсказываемые теоретическими моделями. Хотя по расчетам такие электроны могут вызывать радиоволновое излучение, уровень этого сигнала оказался крайне низким — пока зафиксировать его вживую не удаётся.
Подтверждение и значение находки
Стабильность свечения, синхронного с орбитальным движением Каллисто, стала окончательным подтверждением того, что этот спутник действительно оставляет собственную отметку в волшебных сияниях Юпитера. Теперь научное сообщество с радостью воссоединило все галилеевы спутники в едином «семейном портрете», показав: каждый из них играет неповторимую роль в формировании аврор газового гиганта.
Это открытие стало результатом международной работы под руководством Йонаса Рабиа из Университета Тулузы, показав, что даже самые скромные проявления активности имеют огромное значение для понимания планетных магнитосфер. Теперь астрономы уверены: аналогичные процессы могут происходить и в других системах — возможно, даже на экзопланетах.
Путь к новым исследованиям и открытиям
Результаты, полученные благодаря «Юноне» и сплочённой работе учёных из разных стран, внесли не только новые данные о влиянии спутников на сложную динамику магнитосферы Юпитера. Они также вдохновляют на последующие детальные исследования процессов, формирующих полярные сияния по всему космосу.
Открытие следа Каллисто открыло очередную завесу тайны в величественном танце небесных тел. Это не только расширяет наше понимание Юпитера и его лун, но и открывает новые горизонты для изучения динамики других планетных систем, где могут рождаться столь же красивые и загадочные явления.
