За допомогою апарата «Юнона» астрономи вперше змогли спостерігати світанкову бурю, особливий тип полярного сяйва на Юпітері, і на денній, і на нічній стороні від зародження до зникнення. За своїми характеристиками явище виявилося сходим на земні магнітосферні суббурі. Дослідники описали його у статті в журналі AGU Advances.
Полярні сяйва на Юпітері та Землі. NASA/JPL-Caltech/SwRI/UVS/STScI/MODIS/WIC/IMAGE/ULiège
Що відомо про світанкові бурі на Юпітері?
Дослідники встановили, що світанкові бурі Юпітера вирізняють серед інших полярних структур, як тільки з’явилися перші ультрафіолетові зображення його полярних сяйв з високою роздільною здатністю. Космічний телескоп «Габбл», що їх вивчав, мав доступ лише до тієї частини полярного сяйва, що виникає на обернутій до Землі стороні планети. Такі явища представляють собою потовщення та значне посилення яскравості головного аврорального овалу (витягнутих областей на обох полюсах планети, де спостерігаються полярні сяйва) на світанку. Вони тривають щонайменше одну-дві години, але, враховуючи, що типова тривалість неперервних спостережень «Габбла» складає 45 хвилин, такі бурі ніколи раніше не досліджувалися від початку і до кінця. Світанкові бурі також характеризуються чіткими ознаками поглинання метану, що вказує на те, що утворені ними заряджені частинки можуть осідати глибоко всередині шарів атмосфери. Крім того, завдяки спостереженням «Габбла» у 2007 році, астрономи дізналися, що такі бурі є рідкісними. Тоді телескоп зафіксував лише 3 три таких явища за 54 сеанси спостережень. Вони відбувалися незалежно від стану сонячного вітру. Втім, у 2016 році така буря сталася саме тоді, коли викид корональної маси потрапив у магнітосферу Юпітера, тож вчені продовжують дискутувати, чи існує взаємозв'язок між світанковими бурями і коливаннями сонячного вітру.
Які спостереження провела «Юнона»?
«Юнона» — космічний апарат NASA, який обертається навколо Юпітера з 4 липня 2016 року. Завдяки своїй 53-денній ексцентричній полярній орбіті у найближчій до планети точці «Юнона» опиняється на висоті лише 4 тисячі кілометрів над низькими широтами. Така орбіта дозволяє ультрафіолетовому спектрографу, встановленому на апараті, отримувати зображення полярних сяйв протягом чотирьох годин до найближчої до планети точки орбіти у північній півкулі та чотирьох годин після у південній півкулі, з перервою приблизно в одну годину під час найближчого підходу. Це дозволило апарату вперше представити повну та глобальну картину світанкових бур на Юпітері, від їхнього зародження до зникнення. «Юнона» створила зображення цих явищ за перші 20 своїх орбіт.
Серія зображень «Юнони» демонструє еволюцію світанкових бур. NASA/JPL-Caltech/SwRI/UVS/ULiège
Про що вони дозволили дізнатися?
Виявилося, що світанкові бурі дотримуються систематичної послідовності подій. Спершу на нічній стороні планети з’являється ряд перехідних плям випромінювання, відстань між якими складає близько 1000 кілометрів. Приблизно через 2–3 години ділянка основного викиду починає світлішати, часто утворюючи рівномірно розташовані «намистини», які розділені відстанню у 1500 кілометрів. Після цього дуга світлішає і розширюється по довготі, рухаючись у координації з рухом планети у напрямку зони світанку. Потім структура роздвоюється, при цьому одна з її гілок рухається в напрямку полюса. Між дугами утворюється порожнеча, що поступово заповнюється, коли вони розширюються по широті. Нарешті, усе утворення тьмяніє, і частина випромінювання, яке асоціюється із викидами плазми, починає рухатися у напрямку екватора. Вчені роблять висновок, що такі форми полярного сяйва на Юпітері нагадують земні полярні сяйва, що спостерігаються під час магнітосферних суббур.
Різні етапи світанкових бур на Юпітері. Bertrand Bonfond et al.