Космічний апарат «Юнона» зафіксував електрони, які прискорюються та набувають дуже високих енергій у зоні біля Юпітера. Вперше вдалося безпосередньо спостерігати область, де відбувається це прискорення, і показати, що воно пов’язане з турбулентними структурами перед фронтом ударної хвилі. Такий механізм, імовірно, працює не тільки біля Юпітера, а й у значно потужніших системах, наприклад, у залишках наднових, які вважаються одним із головних джерел космічних променів у Всесвіті. Дослідження опублікували в журналі Nature Astronomy.

Художнє зображення магнітного поля Юпітера, завдяки якому й утворюються високоенергетичні частинки. NASA / JPL

Як саме ударні хвилі розганяють частинки?

Ударні хвилі в космосі вважають одним із головних механізмів, які розганяють частинки до дуже високих енергій і формують космічні промені. Одна з таких ударних хвиль існує і біля Юпітера: вона утворюється там, де потік заряджених частинок сонячного вітру різко гальмується під дією магнітного поля планети. Перед цією хвилею виникає так звана передударна область — зона нестабільної турбулентної плазми. Довгий час залишалося незрозумілим, де саме відбувається ключовий етап прискорення частинок: прямо на фронті ударної хвилі чи в цих передударних турбулентних областях. Через це більшість моделей описували процес опосередковано, без можливості спостерігати його напряму.

Схема утворення високоенергетичних частинок, які утворюються в передударній зоні (зафарбована фіолетовим, а магнітний щит Юпітера — синім). Ben C. Smith / Raptis et al. / Nature, 2026

Щоб розібратися в цьому, науковці використали дані космічного апарата «Юнона», який досліджує магнітне середовище Юпітера. Він вимірював потоки заряджених частинок і зміни електромагнітних полів під час прольотів через область перед ударною хвилею. Особливу увагу приділили короткочасним турбулентним структурам у цій передударній зоні, які можуть впливати на поведінку та енергію частинок. Виявилося, що саме в цій області виникають різкі сплески високоенергетичних електронів. Це означає, що частинки починають набирати енергію ще до того, як досягти ударної хвилі.

Чому важливо вивчати високоенергетичні частинки

🧊 Як виявилося, високоенергетичні частинки з Юпітера можуть досягати його супутника Європи та змушувати його лід світитися вночі.

💦 Високоенергетичні частинки з Землі також могли досягнути її супутника та посприяти утворенню води на Місяці.

🛰 Космічний телескоп «Джеймс Вебб» уперше зафільмував, як високоенергетичні частинки сонячного вітру утворюють полярні сяйва на Нептуні.

📡 А щільні потоки частинок сонячного вітру можуть навіть призводити до вимкнення радіозв’язку на Землі.