Висотні вітри Сатурна породжують надзвичайні аврори

Виявлено небачений раніше механізм, який підживлює величезні планетарні аврори на Сатурні.

Про відкриття розповідають в Лестерському університеті (Англія), передають OstanniPodii.com.

Сатурн унікальний серед спостережуваних нині планет, оскільки деякі з його аврор утворюються вихровими вітрами всередині його власної атмосфери, а не тільки з магнітосфери, що оточує планету.

На всіх інших спостережуваних планетах, включаючи Землю, аврори утворюються лише за допомогою потужних струмів, які надходять в атмосферу планети з навколишньої магнітосфери. Вони обумовлені або взаємодією із зарядженими частинками від Сонця (як на Землі), або вулканічним матеріалом, що вивергається із супутника, що обертається навколо планети (як на Юпітері та Сатурні).

Це відкриття змінює уявлення вчених про планетарні аврори та відповідає на одну з перших загадок, поставлених зондом "Кассіні", який досяг Сатурна у 2004 році: чому ми не можемо легко виміряти тривалість доби на Кільчастій планеті?

Коли він вперше прибув до Сатурна, Кассіні спробував виміряти об′ємну швидкість обертання планети, яка визначає тривалість її дня, шляхом відстежування "імпульсів" радіовипромінювання з атмосфери Сатурна. На превеликий подив тих, хто проводив вимірювання, вони виявили, що швидкість змінилася за два десятиліття з моменту прольоту повз планету останнього космічного апарату — "Вояджера-2" — у 1981 році.

Ph.D. в Лестері Нахід Чоудхурі є членом Групи планетарних наук Школи фізики та астрономії та автором-кореспондентом дослідження, опублікованого в Geophysical Research Letters.

Він сказав: «Швидкість внутрішнього обертання Сатурна має бути постійною, але протягом десятиліть дослідники показували, що численні періодичні властивості, пов’язані з планетою — ті самі вимірювання, які ми використовували на інших планетах, щоб зрозуміти швидкість внутрішнього обертання, такі як радіовипромінювання — мають тенденцію змінюватися з часом. Щобільше, у північній та південній півкулях спостерігаються незалежні періодичні особливості, які самі собою змінюються протягом сезону на планеті».

«Наше розуміння фізики нутрощів планет підказує нам, що істинна швидкість обертання планети не може змінюватися так швидко, тому на Сатурні має відбуватися щось унікальне та дивне. З моменту запуску місії Кассіні було висунуто кілька теорій, які намагаються пояснити механізм(и), що лежить в основі цих спостережуваних періодичностей. Це дослідження являє собою перше виявлення основного рушія, розташованого у верхніх шарах атмосфери планети, який продовжує генерувати як спостережувані планетарні періодичності, так і аврори.

«Надзвичайно захопливо мати можливість отримати відповідь на одне з найдавніших питань у нашій галузі. Це, ймовірно, стане початком переосмислення того, як локальні атмосферні погодні ефекти на планеті впливають на створення аврор, й не лише у нашій Сонячній системі, але й за її межами».

Астрономи та вчені-планетологи з Лестерського університету провели дослідження разом із колегами з Лабораторії реактивного руху (JPL) NASA, Японського агентства аерокосмічних досліджень (JAXA), університетів Вісконсін-Медісон, Бостона та Ланкастера, а також Імперського та Університетського коледжів Лондона, щоб розв′язати це питання тривалістю в десятиліття.

Новини за подібною темою:

		Вебб виявив ознаки полярних сяйв на коричневому карлику, де їх не повинно існувати
		"Габбл" спостерігає "сезон спиць" на Сатурні
		“Вебб” показав сяяння кілець Сатурна

Вони виміряли інфрачервоне випромінювання з верхніх шарів атмосфери газового гіганта за допомогою обсерваторії Кека на Гаваях та склали карту змінюваних потоків іоносфери Сатурна, набагато нижче магнітосфери, впродовж місяця у 2017 році.

Ця карта, співставлена з відомими імпульсами радіоаврор Сатурна, показала, що значна частина аврор планети генерується погодою закрученої форми в її атмосфері та те, що вона відповідає за спостережувану змінну швидкість обертання планети.

Дослідники вважають, що система приводиться в рух енергією з термосфери Сатурна, а вітри в іоносфері спостерігаються зі швидкістю від 0,3 до 3,0 кілометрів на секунду.

Доктор Том Сталлард, доцент кафедри планетарної астрономії в Лестері, додав: «Лестерський університет вже давно займається вимірюванням ефектів цього нового відкриття — ми спостерігали, як аврори, що пульсують, та лінії магнітного поля, що коливаються та простягаються в космос, підкреслюють явно змінну швидкість обертання. Протягом двох десятиліть наші дослідники разом з широкою науковою спільнотою висловлювали припущення про те, що може бути причиною цих дивних періодичностей».

«Протягом багатьох років на наукових зустрічах до пізнього часу тривали дискусії про те, чи може бути причиною вулканічний супутник Енцелад, чи взаємодія з товстою атмосферою супутника Титана, чи, можливо, взаємодія з яскравими кільцями Сатурна. Але останнім часом багато дослідників зосередилися на можливості того, що саме верхня атмосфера Сатурна є причиною цієї мінливості.»

«Ці пошуки нового типу аврор повертають нас до деяких з найперших теорій про земні аврори. Тепер ми знаємо, що аврори на Землі виникають в результаті взаємодії з потоком заряджених частинок, що рухаються від Сонця. Але мені подобається, що назва Aurora Borealis походить від "Зоря північного вітру". Ці спостереження показали, що у Сатурна є справжня Aurora Borealis — перша відома аврора, спричинена вітрами в атмосфері планети.»

Доктор Кевін Бейнс, співавтор дослідження та член наукової групи Кассіні, додав: «Наше дослідження, коли остаточно визначило походження таємничої мінливості радіоімпульсів, усуває велику частину плутанини щодо швидкості обертання Сатурна та тривалості дня на Сатурні».

Через змінні швидкості обертання, які спостерігаються на Сатурні, вчені не змогли використовувати регулярні імпульси радіовипромінювання для обчислення основної внутрішньої швидкості обертання. На щастя, вчені місії Кассіні розробили новий метод, що використовує гравітаційно-індуковані збурення в складній системі кілець Сатурна, яка наразі являє собою найточніший засіб вимірювання основного періоду обертання планети, який, як було визначено у 2019 році, становить 10 годин 33 хвилини та 38 секунд.

! Читайте ще цікаві новини про космос на сайті, або слідкуйте за ними на Facebook.

• Сатурн
• аврора