Мистерията на рентгеновото сияние на Юпитер е разгадана след 40 години

Рентгеново сияние на Юпитер: Кафява и оранжева мраморна сфера с ярко синьо светещо вихре в горната част.

Космическият телескоп Хъбъл на НАСА направи това изображение на ярките сияния на Юпитер през 2016 г. Изображение чрезНАСА/ ESA/ J. Nichols.


Разгадана мистерия на рентгеновото сияние на Юпитер

Значи мислите, че ЗемятаСеверно сияниеголеми и величествени ли са? През юли 2021 г.Ранди Гладстонна Югозападния изследователски институт в Сан Антонио, Тексас, каза в aИзявление на НАСА:

Това е нищо ... Юпитер има полярни сияния по -големи от цялата ни планета.


В това изявление планетарните астрономи обявяват, че току-що са разгадали 40-годишна загадка за произхода на необичайните рентгенови лъчи на Юпитер. Те го направиха, като комбинираха измервания от НАСАЮнонакосмически кораб-сега в орбита около Юпитер-с данни от орбитата на Земята на Европейската космическа агенцияXMM-Нютонмисия. Тези учени казаха, че за първи път са видели целия механизъм за създаване на полярно сияние да работи. Те са видели, че електрически заредени атоми, илийони, отговорни за рентгеновите лъчи сакарам сърфелектромагнитни вълни в магнитното поле на Юпитер надолу в атмосферата на газовия гигант.

TheрецензиранвестникНаучните постижения публикуванитази нова работа по -рано този месец.

Какво прави полярното сияние?

Може би сте запознати със земнотополярни сияния. Те са цветни дисплеи на светлина в небето, видими от високи географски ширини. TheСеверно Сияниесвети в рамките наарктически кръгот Северното полукълбо на Земята. Theполярно сияниеблести надАнтарктически кръгнадолу на юг. Хората навсякъде пътуват, за да видят тези славни светлини и да им се чудят.

На Земята полярното сияние е продукт на естествен процес, при който електрически заредени частици, илийони, изхвърлени от слънцето се сблъскват скислородиазотатоми в земната атмосфера.


Полярните сияния и процесите, които ги създават, могат да бъдат намерени в цялата ни Слънчева система. Учените знаят за полярни сияния на седем от нашите слънчеви планети. Някои са видими за човешкото око. Други изискват да се видят специализирани телескопи. Юпитер има най -мощните сияния в Слънчевата система. И това не е изненадващо, тъй като това е най -масивната планета на нашата Слънчева система.

Но Юпитер е единствената от четирите планети-гиганти с полярно сияние, за което е установено, че излъчва рентгенови лъчи.

Множество яркозелени вълнообразни завеси във въздуха с едно червено петно.

Преглед във ForVM Community Photos. | Приятелят на ForVM Дейвид Какуктиник в Ранкин Инлет, Нунавут, Канада, засне червения Марс, блестящ през полярното сияние на 12 септември 2020 г. Той пише: „Северното сияние над залива Хъдсън, с Марс близо до центъра на изображението.“

Защо е загадъчно

Полярните сияния на Юпитер са необичайни. Те са карали учени да си чешат главите още от НАСАПътуване 1космическата сонда ги е открила за първи път през 1979 г. Оттогава учените са изследвали и изследвали полярните сияния на Юпитер. НАСАобясненозащо:


... не беше ясно веднага как се генерира енергията, необходима за производството на [рентгеновите лъчи на Юпитер]. Те знаеха, че тези изненадващи северни и южни светлини на Йовиан се задействат от йони, които се разбиват в атмосферата на Юпитер. Но досега учените нямаха представа как йоните, отговорни за рентгеновото светлинно шоу, успяват да стигнат до атмосферата.

На Земята полярните сияния обикновено се виждат само в пояс, обграждащ магнитните полюси, между тях65 и 80 градуса ширина. Над 80 градуса авроралната емисия изчезва, защото линиите на магнитното поле напускат Земята и се свързват с магнитното поле вСлънчев вятър... Рентгеновите сияния на Юпитер са различни. Те съществуват полюсно на основния сияние на пояса и пулсират ...

Учените, изучаващи явленията, се обърнаха към компютърни симулации и установиха, че пулсиращите рентгенови сияния могат да бъдат свързани сзатворени магнитни полетагенерирани вътре в Юпитер. Тези полета се простират на милиони мили в космоса, преди да се върнат назад. Но как да се докаже, че моделът е жизнеспособен?

Решен след 40 години

И двете ESAXMM-Нютонтелескоп и на НАСАЮнонаsonda изигра роля в разкриването на тази мистерия. XMM-Newton работи в орбита на Земята, наблюдава дистанционно Юпитер на дължини на рентгенови лъчи. През юли 2017 г. той наблюдава Юпитер в продължение на 26 часа и установява, че рентгеновите му сияния пулсират на всеки 27 минути.


Юнона е на орбита около Юпитер и отчита показанията от магнитното поле на гигантската планета. Той търсеше всякакви улики относно магнитните процеси, протичащи със същата скорост. Това, което Юнона установи, е, че колебанията в магнитното поле на Юпитер причиняват пулсиращите рентгенови сияния.

Подобно на Земята, Юпитер се върти и едновременно с това влачи магнитното си поле. Слънчевите йони директно удрят магнитното поле. Компресирането на нагряти частици, уловени в полето, предизвиква явление, наречено електромагнитни йонни циклотронни вълни (EMIC). Тези частици следват по изкривените полеви линии. Водени от полето, йоните сърфират по вълната EMIC и след това се блъскат в атмосферата, задействайки полярни сияния.

За първи път астрономите можеха да видят целия механизъм в действие. Йонисърфкомпресираните вълни в магнитното поле на Юпитер, разбиват атмосферата и предизвикват ефирен феномен с изключителна красота: полярно сияние.

Уилям Дънот University Collect London, който е ръководител на изследването, казва:

Това, което виждаме в данните на Juno, е тази красива верига от събития. Виждаме, че компресията се случва. Виждаме, че вълната EMIC се задейства. Виждаме йони и след това виждаме импулс на йони, пътуващи по линията на полето. И след това няколко минути по-късно, XMM вижда изблик на рентгенови лъчи.

Към останалата част от Слънчевата система

Сега, когато процесът зад полярните сияния на Юпитер е решен, възниква въпросът: Къде учените биха могли да го проучат по -нататък?

Йо, най -съкровеният от четиритеГалилейски лунина Юпитер, бълвасяраи кислород в неговото магнитно поле. Луната на Сатурн Енцелад изхвърля вода в космоса, която се запълванеговотомагнитно поле с водни йони. С други думи, съставът на процеса не е еднакъв в Слънчевата система. Яо казва:

Това е фундаментален процес, приложим за Сатурн, Уран, Нептун и вероятно екзопланети.

Дън добави:

Възможно е вълните EMIC да играят важна роля при пренасянето на енергия от едно място на друго през космоса.

Изучаването на полярните сияния на Юпитер все още не е приключило. JUpiter ICy ESA лунен изследовател, известен още като ESAСок, в момента е в процес на разработка и е планирано да пристигне на планетата до 2029 г. Междупланетният космически кораб ще проучи неговата атмосфера и магнитосфера, както и въздействието на четирите най -големи спътника на Юпитер върху неговите полярни сияния.

В крайна сметка: За първи път астрономите са видели целия механизъм на това, което причинява действието на рентгеновите сияния на Юпитер. И това може да бъде процес, протичащ и в много други части на Вселената.

Източник: Разкриване на източника на рентгеновите лъчи на Юпитер

Чрез НАСА