Зонд Юнона поймал невидимый след Каллисто — грандиозное открытие века

Представьте, что самый большой газовый гигант Солнечной системы хранит секреты в своих полярных сияниях. Зонд "Юнона" NASA только что раскрыл один из них: впервые зафиксирован след второго по величине спутника Юпитера — Каллисто. Ранее такие "подписи" в сияниях наблюдали лишь у Ио, Европы и Ганимеда.

Как возникают полярные сияния на Юпитере?

Яркие полярные сияния Юпитера — не только результат взаимодействия с солнечным ветром. Частицы, направляемые магнитным полем планеты, возбуждают атомы атмосферы, заставляя их светиться. Но луны гиганта, пересекая линии этого мощного поля, тоже оставляют уникальные следы. В отличие от Земли, где сияния зависят только от солнечной активности, спутники Юпитера создают собственные "автографы".

До недавнего времени ученые уверенно связывали сияния с тремя галилеевыми спутниками: Ио, Европой и Ганимедом. Вклад Каллисто оставался лишь гипотезой — ее слабый сигнал часто терялся в ярком свечении главного овала Юпитера. Даже космический телескоп "Хаббл" не смог подтвердить этот след.

Роль зонда "Юнона" в открытии

Ситуация изменилась благодаря миссии NASA "Юнона", которая с 2016 года исследует Юпитер с полярной орбиты. В сентябре 2019 года, когда магнитосфера планеты расширилась под влиянием слабого солнечного ветра, яркий авроральный овал сместился на 1800 километров к экватору. Зонд уловил характерное двойное свечение: два пятна с яркостью 108 и 137 килорелей, соответствующие потокам электронов от Каллисто.

Зонд NASA "Юнона" запечатлел в атмосфере Юпитере следы четырех галилеевых спутников.

Эти значения намного ниже, чем у Ио (до 2000 килорелей), Европы (до 180 килорелей) и Ганимеда (до 900 килорелей). Авторы исследования, опубликованного в журнале Nature Communications, объясняют разницу меньшей эффективностью передачи энергии между Каллисто и магнитосферой, а также ее положением в плазменной среде Юпитера.

Измерения приборов JADE и Waves на борту "Юноны" зарегистрировали электроны с энергией около 10 килоэлектронвольт и связанные с ними электростатические волны. По расчетам, они могут запускать радиоволновое излучение, но его мощность слишком слаба для прямого обнаружения.

Подтверждение и перспективы

Окончательное подтверждение дали стабильность свечения и совпадение с орбитальной скоростью Каллисто. Теперь астрономы "завершили семейный портрет" галилеевых спутников: все четыре оставляют следы в атмосфере Юпитера.

Результаты работы группы под руководством Йонаса Рабиа из Университета Тулузы (Франция) открывают новые возможности для изучения подобных процессов в других планетных системах. Астрономы рассмотрели полярные сияния на всех четырех галилеевых спутниках Юпитера. Новые наблюдения показали, что полярные сияния на четырех крупнейших спутниках Юпитера окрашены в густо-красный цвет, а на Ио — еще и с оттенками желтого и оранжевого.