В 2017 году мощная волна солнечного ветра достигла Юпитера, вызвав сжатие его магнитосферы – защитного пузыря, окружающего планету. Это событие привело к формированию обширной и аномально горячей области в верхних слоях атмосферы газового гиганта. Впервые ученым удалось зафиксировать подобную реакцию атмосферы на воздействие солнечного ветра.
Обнаруженная зона нагрева оказалась огромной, охватив половину окружности Юпитера, диаметр которого в 11 раз превышает земной. Температура в этой области подскочила до значений, превышающих 500° C, что значительно выше типичной фоновой температуры атмосферы планеты, составляющей около 350° C.
Исследование, описывающее это открытие, было проведено учеными из Университета Рединга и опубликовано в научном журнале Geophysical Research Letters. Ведущий автор работы, доктор Джеймс О'Донохью, и соавтор, профессор Мэтью Оуэнс, оба из Университета Рединга, предполагают, что подобные солнечные вспышки могут воздействовать на Юпитер относительно часто – возможно, два-три раза в месяц.
Для обнаружения и анализа этого явления исследователи применили комплексный подход. Они объединили данные наблюдений, полученные с помощью наземного телескопа Кек, с информацией, собранной космическим аппаратом НАСА «Юнона», который находится на орбите Юпитера.
Ключевую роль в понимании временных рамок и контекста события сыграло моделирование солнечного ветра. Эта методика позволила связать наблюдаемые атмосферные изменения с конкретным периодом повышенной плотности частиц, исходящих от Солнца.
Механизм нагрева атмосферы Юпитера оказался многоступенчатым. Плотный поток солнечного ветра сжал магнитосферу планеты. Это сжатие усилило авроральный нагрев в полярных регионах Юпитера, где заряженные частицы взаимодействуют с атмосферой, вызывая полярные сияния.
Интенсивный нагрев в полярных областях привел к расширению верхних слоев атмосферы. В результате этого расширения горячий газ буквально «выплеснулся» из полярных регионов и распространился в направлении экватора, создавая наблюдаемую обширную горячую зону.
Данное открытие считается «очень неожиданным», поскольку оно бросает вызов прежним представлениям об атмосферной динамике Юпитера. Ранее считалось, что быстрое вращение планеты и связанные с ним сильные ветры эффективно удерживают тепло, генерируемое полярными сияниями, исключительно в полярных регионах.
Результаты исследования показывают, что гигантские планеты, включая Юпитер, а также ранее изученные Сатурн и Уран, более уязвимы для влияния Солнца, чем предполагалось. Атмосферы этих планет могут значительно реагировать на изменения солнечной активности.
Изучение взаимодействия Юпитера с солнечным ветром предоставляет уникальную возможность для понимания общих принципов взаимодействия планет со своими звездами. Эти знания имеют прямое отношение и к Земле, помогая лучше прогнозировать и понимать космическую погоду – солнечные бури, способные нарушать работу GPS, систем связи и энергетических сетей.
Наблюдение подтверждает, что солнечные вспышки способны генерировать ветры глобального масштаба и перераспределять энергию в атмосферах крупных планет. Успешное предсказание времени воздействия солнечного ветра на Юпитер с помощью моделирования также повышает уверенность в существующих системах прогнозирования космической погоды для защиты технологий на Земле.
Изображение носит иллюстративный характер
Обнаруженная зона нагрева оказалась огромной, охватив половину окружности Юпитера, диаметр которого в 11 раз превышает земной. Температура в этой области подскочила до значений, превышающих 500° C, что значительно выше типичной фоновой температуры атмосферы планеты, составляющей около 350° C.
Исследование, описывающее это открытие, было проведено учеными из Университета Рединга и опубликовано в научном журнале Geophysical Research Letters. Ведущий автор работы, доктор Джеймс О'Донохью, и соавтор, профессор Мэтью Оуэнс, оба из Университета Рединга, предполагают, что подобные солнечные вспышки могут воздействовать на Юпитер относительно часто – возможно, два-три раза в месяц.
Для обнаружения и анализа этого явления исследователи применили комплексный подход. Они объединили данные наблюдений, полученные с помощью наземного телескопа Кек, с информацией, собранной космическим аппаратом НАСА «Юнона», который находится на орбите Юпитера.
Ключевую роль в понимании временных рамок и контекста события сыграло моделирование солнечного ветра. Эта методика позволила связать наблюдаемые атмосферные изменения с конкретным периодом повышенной плотности частиц, исходящих от Солнца.
Механизм нагрева атмосферы Юпитера оказался многоступенчатым. Плотный поток солнечного ветра сжал магнитосферу планеты. Это сжатие усилило авроральный нагрев в полярных регионах Юпитера, где заряженные частицы взаимодействуют с атмосферой, вызывая полярные сияния.
Интенсивный нагрев в полярных областях привел к расширению верхних слоев атмосферы. В результате этого расширения горячий газ буквально «выплеснулся» из полярных регионов и распространился в направлении экватора, создавая наблюдаемую обширную горячую зону.
Данное открытие считается «очень неожиданным», поскольку оно бросает вызов прежним представлениям об атмосферной динамике Юпитера. Ранее считалось, что быстрое вращение планеты и связанные с ним сильные ветры эффективно удерживают тепло, генерируемое полярными сияниями, исключительно в полярных регионах.
Результаты исследования показывают, что гигантские планеты, включая Юпитер, а также ранее изученные Сатурн и Уран, более уязвимы для влияния Солнца, чем предполагалось. Атмосферы этих планет могут значительно реагировать на изменения солнечной активности.
Изучение взаимодействия Юпитера с солнечным ветром предоставляет уникальную возможность для понимания общих принципов взаимодействия планет со своими звездами. Эти знания имеют прямое отношение и к Земле, помогая лучше прогнозировать и понимать космическую погоду – солнечные бури, способные нарушать работу GPS, систем связи и энергетических сетей.
Наблюдение подтверждает, что солнечные вспышки способны генерировать ветры глобального масштаба и перераспределять энергию в атмосферах крупных планет. Успешное предсказание времени воздействия солнечного ветра на Юпитер с помощью моделирования также повышает уверенность в существующих системах прогнозирования космической погоды для защиты технологий на Земле.