Высотные ветры Сатурна порождают необычайные авроры

Выявлен невиданный ранее механизм, подпитывающий огромные планетарные авроры на Сатурне.

Об открытии рассказывают в Лестерском университете (Англия), передают OstanniPodii.com.

Сатурн уникален среди наблюдаемых на сегодняшний день планет, поскольку некоторые из его аврор образуются вихревыми ветрами внутри его собственной атмосферы, а не только из окружающей планету магнитосферы.

На всех других наблюдаемых планетах, включая Землю, авроры образуются только с помощью мощных токов, поступающих в атмосферу планеты из окружающей магнитосферы. Они обусловлены либо взаимодействием с заряженными частицами от Солнца (как на Земле), либо извергающимся вулканическим материалом от луны, вращающейся вокруг планеты (как на Юпитере и Сатурне).

Это открытие изменяет представления ученых о планетарных аврорах и отвечает на одну из первых загадок, поставленных зондом "Кассини", достигшим Сатурна в 2004 году: почему мы не можем легко измерить продолжительность суток на Кольчатой ​​планете?

Когда он впервые прибыл к Сатурну, Кассини попытался измерить объемную скорость вращения планеты, определяющую продолжительность ее дня путем отслеживания "импульсов" радиоизлучения из атмосферы Сатурна. К удивлению тех, кто проводил измерения, они обнаружили, что скорость изменилась за два десятилетия с момента пролета мимо планеты последнего космического аппарата — "Вояджера-2" — в 1981 году.

Ph.D. Лестер Наход Чоудхури является членом Группы планетарных наук Школы физики и астрономии и автором-корреспондентом исследования, опубликованного в Geophysical Research Letters.

Он сказал: «Скорость внутреннего вращения Сатурна должна быть постоянной, но в течение десятилетий исследователи показывали, что многочисленные периодические свойства, связанные с планетой, — те же измерения, которые мы использовали на других планетах, чтобы понять скорость внутреннего вращения, такие как радиоизлучение, — имеют тенденцию изменяться с течением времени. Более того, в северном и южном полушариях наблюдаются независимые периодические особенности, которые сами собой изменяются в течение сезона на планете».

«Наше понимание физики внутренностей планет подсказывает нам, что истинная скорость вращения планеты не может меняться так быстро, поэтому на Сатурне должно происходить нечто уникальное и удивительное. С момента запуска миссии Кассини было выдвинуто несколько теорий, пытающихся объяснить механизм(ы), лежащий в основе этих наблюдаемых периодичностей. Это исследование представляет собой первое обнаружение основного движителя, расположенного в верхних слоях атмосферы планеты, который продолжает генерировать как наблюдаемые планетарные периодичности, так и авроры».

«Очень увлекательно иметь возможность получить ответ на один из древнейших вопросов в нашей отрасли. Это, вероятно, станет началом переосмысления того, как локальные атмосферные погодные эффекты на планете влияют на создание аврор, и не только в нашей Солнечной системе, но и за ее пределами».

Астрономы и ученые-планетологи из Лестерского университета провели исследование вместе с коллегами из Лаборатории реактивного движения (JPL) NASA, Японского агентства аэрокосмических исследований (JAXA), университетов Висконсин-Мэдисон, Бостона и Ланкастера, а также Имперского и Университетского колледжей Лондона, чтобы решить этот вопрос продолжительностью в десятилетие.

Новости по подобной теме:

		Уэбб обнаружил признаки полярных сияний на коричневом карлике, где их не должно существовать
		"Хаббл" наблюдает "сезон спиц" на Сатурне
		"Уэбб" показал сияние колец Сатурна

Они измерили инфракрасное излучение из верхних слоев атмосферы газового гиганта с помощью обсерватории Кека на Гавайях и составили карту изменяющихся потоков ионосферы Сатурна, гораздо ниже магнитосферы, в течение месяца в 2017 году.

Эта карта, сопоставленная с известными импульсами радиоаврор Сатурна, показала, что значительная часть аврор планеты генерируется погодой вихревой формы в ее атмосфере и то, что она отвечает за наблюдаемую переменную скорость вращения планеты.

Исследователи считают, что система приводится в движение энергией из термосферы Сатурна, а ветры в ионосфере наблюдаются со скоростью от 0,3 до 3,0 км в секунду.

Доктор Том Сталлард, доцент кафедры планетарной астрономии в Лестере, добавил: «Лестерский университет уже давно занимается измерением эффектов этого нового открытия — мы наблюдали, как пульсирующие авроры и колеблющиеся и простирающиеся в космос линии магнитного поля подчеркивают явно переменную скорость вращения. В течение двух десятилетий наши исследователи вместе с широким научным сообществом высказывали предположение о том, что может быть причиной этих странных периодичностей».

«В течение многих лет на научных встречах до позднего времени продолжались дискуссии о том, может ли быть причиной вулканический спутник Энцелад, взаимодействие с толстой атмосферой спутника Титана, или, возможно, взаимодействие с яркими кольцами Сатурна. Но в последнее время многие исследователи сосредоточились на возможности того, что именно верхняя атмосфера Сатурна является причиной этой изменчивости».

«Эти поиски нового типа аврор возвращают нас к некоторым из первых теорий о земных аврорах. Теперь мы знаем, что авроры на Земле возникают в результате взаимодействия с потоком заряженных частиц, двигающимися от Солнца. Но мне нравится, что название Aurora Borealis происходит от "Заря северного ветра". Эти наблюдения показали, что у Сатурна есть настоящая Aurora Borealis – первая известная аврора, вызванная ветрами в атмосфере планеты».

Доктор Кевин Бейнс, соавтор исследования и член научной группы Кассини, добавил: «Наше исследование, когда окончательно определило происхождение таинственной изменчивости радиоимпульсов, устраняет большую часть путаницы со скоростью вращения Сатурна и продолжительности дня на Сатурне».

Из-за переменных скоростей вращения, наблюдаемых на Сатурне, ученые не смогли использовать регулярные импульсы радиоизлучения для вычисления основной внутренней скорости вращения. К счастью, ученые миссии Кассини разработали новый метод, использующий гравитационно-индуцированные возмущения в сложной системе колец Сатурна, в настоящее время представляющий собой самое точное средство измерения основного периода вращения планеты, которое, как было определено в 2019 году, составляет 10 часов 33 минуты и 38 секунд.

! Читайте еще интересные новости о космосе на сайте или следите за ними на Facebook.

• Сатурн
• аврора