Коллектив исследователей смог разрешить давнюю загадку о механизме периодического возникновения рентгеновских полярных сияний в атмосфере Юпитера с частотой в несколько минут.

Эти рентгеновские полярные сияния являются частью системы юпитеранских полярных сияний – вспышек видимого и невидимого излучения, которые возникают при взаимодействии заряженных частиц с атмосферой планеты.

В новом исследовании астрономы во главе с доктором Уильямом Данном (William Dunn) из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе объединили результаты наблюдений Юпитера с близкого расстояния, выполненных при помощи космического аппарата Juno («Юнона»), который в настоящее время работает на орбите вокруг газового гиганта, с соответствующими им рентгеновскими наблюдениями, выполненными при помощи спутника XMM-Newton Европейского космического агентства.

Согласно команде, причиной возникновения этих рентгеновских вспышек являлась периодическая вибрация линий магнитного поля Юпитера. Такие вибрации создают волны плазмы (ионизированного газа), которые направляют тяжелые ионы вдоль линий магнитного поля, до тех пор, пока те не достигнут атмосферы планеты, где из них выделяется энергия в форме рентгеновского излучения.

«Теперь мы знаем, что эти ионы транспортируются плазменными волнами – объяснение, которое раньше не предлагалось для этого явления, хотя на Земле полярные сияния формируются по аналогичному механизму. Поэтому мы считаем, что данный механизм может быть универсальным и реализовываться в космосе в самых различных условиях», — сказал Данн.

Рентгеновские полярные сияния происходят на северном и южном полюсах Юпитера периодически. В ходе недавних наблюдений, произведенных командой Данна, рентгеновские вспышки возникали на Юпитере каждые 27 минут.

Источником заряженных ионов, которые бомбардируют атмосферу Юпитера, вызывая ее свечение, являются вулканические газы, образующиеся на спутнике Юпитера Ио и рассеиваемые в космос.

Этот газ ионизируется (атомы лишаются электронов) под действием столкновений в непосредственных окрестностях Юпитера, формируя плазменный тор, опоясывающий планету, пояснили авторы.