Международная исследовательская группа во главе с Яо Чжунхуа из Института геологии и геофизики Китайской академии наук (IGGCAS) объяснила причину рентгеновских сияний Юпитера, загадки, которую не могли разгадать ученые на протяжении 40 лет.

Это первый случай, когда планетарные исследователи описали всю цепочку причинно-следственных связей для рентгеновских авроральных вспышек Юпитера. Механизм возникновения рентгеновских авроральных вспышек на Юпитере может иметь потенциальное применение в рентгеновской астрономии.

Спектры рентгеновских сияний говорят нам, что эти полярные сияния создаются тяжелыми ионами с энергией в мегаэлектронвольтном диапазоне. Но как они образуются и почему эти ионы попадают в атмосферу Юпитера, ранее было неизвестно.

Чтобы понять энергетические процессы, связанные с полярным излучением Юпитера, исследователи за последние четыре года организовали серию сменяющих парадигму наблюдательных кампаний с Земли в тандеме с натурными измерениями флагманской рентгеновской обсерватории ЕКА, XMM-Newton и космическим кораблем НАСА Юнона. Эти усилия включали самую обширную рентгеновскую кампанию и самую обширную кампанию космического телескопа Хаббл, когда-либо проводившуюся для Юпитера.

Используя эти инструменты, исследователи смогли исследовать физику этого явления и выявить процессы, которые заставляют планеты производить рентгеновские полярные сияния.

«Они поразительно похожи на процессы образования ионных сияний на Земле, предполагая, что ионные сияния имеют общие механизмы в планетных системах, несмотря на то, что временные, пространственные и энергетические масштабы меняются на порядки», — сказал Яо Чжунхуа, главный автор исследования.

«То, что мы видим в данных, предоставленных Юноной, — это прекрасная цепочка событий. Мы знали, что авроральные ионы хранятся в магнитосфере, возникшие в результате вулканической активности спутника Юпитера Ио. В магнитосфере теперь мы видим, как происходит магнитное сжатие, запускается электромагнитная ионная циклотронная волна, ионы, а затем импульс ионов, движущихся вдоль силовой линии. И уже через несколько минут XMM видит вспышку рентгеновских лучей», — сказал Уильям Данн из Университетского колледжа Лондона, который был одним из руководителей исследования.

Примечательно, что рентгеновские авроральные вспышки Юпитера часто коррелируют с ультрафиолетовыми авроральными вспышками, которые являются наиболее распространенной формой полярных сияний. Действительно, изучение последнего может извлечь выгоду из большого количества данных космического телескопа Хаббл, полученных в ходе этого исследования.

«Открытие рентгеновских процессов на Юпитере может иметь значение для нашего понимания потрясающих ультрафиолетовых авроральных вспышек», — сказал Денис Гродент из Льежского университета, соавтор исследования.

Дмитрий Корниенко