8 ноября 2020 года космический аппарат НАСА Juno пролетел сквозь интенсивный пучок электронов, направлявшихся от Ганимеда, крупнейшей луны Юпитера, к авроральному следу на газовом гиганте. Ученые Юго-Западного исследовательского института использовали данные с «Юноны» для изучения популяции частиц, движущихся вдоль линии магнитного поля, соединяющей Ганимед с Юпитером, и в то же время провели дистанционное зондирование сопутствующих авроральных выбросов, чтобы раскрыть загадочные процессы, создающие мерцающие огни.

«Самые массивные луны Юпитера создают свои собственные авроры на северном и южном полюсах Юпитера», — сказал доктор Винсент Хью, ведущий автор статьи, в которой изложены результаты исследования. «Каждый авроральный след, как мы их называем, магнитно связан с соответствующей луной, как магнитный поводок, соединенный со светящейся луной на самом Юпитере».

Как и на Земле, на Юпитере наблюдается авроральный свет вокруг полярных областей, поскольку частицы из его массивной магнитосферы взаимодействуют с молекулами в атмосфере Юпитера. Однако авроры Юпитера значительно интенсивнее земных, и, в отличие от Земли, крупнейшие луны Юпитера также создают авроральные пятна. Миссия Juno под руководством доктора Скотта Болтона из SwRI обращается вокруг Юпитера по полярной орбите и пролетела через электронную «нить», соединяющую Ганимед с соответствующим авроральным следом.

«До «Джуно» мы знали, что эти выбросы могут быть довольно сложными: от одного аврорального пятна до нескольких пятен, которые иногда сопровождаются авроральной завесой, которую мы назвали хвостом следа», — сказал доктор Джейми Салай, соавтор из Принстонского университета. «Juno», пролетев очень близко к Юпитеру, показал, что эти авроральные пятна еще сложнее, чем считалось ранее».

Ганимед — единственная луна в нашей Солнечной системе, имеющая собственное магнитное поле. Ее мини-магнитосфера взаимодействует с массивной магнитосферой Юпитера, создавая волны, ускоряющие электроны вдоль линий магнитного поля газового гиганта, которые могут быть непосредственно измерены «Юноной».

Два инструмента на «Юноне» под руководством SwRI, Jovian Auroral Distributions Experiment (JADE) и Ultraviolet Spectrometer (UVS), предоставили ключевые данные для этого исследования, которое также было поддержано датчиком магнитного поля «Юноны», созданным в Центре космических полетов НАСА имени Годдарда.

«JADE измерил электроны, движущиеся вдоль линий магнитного поля, а UVS сделал изображение соответствующего аврорального пятна», — сказал доктор Томас Грейтхаус из SwRI, соавтор исследования.

Таким образом, «Юнона» может одновременно измерять электронный «дождь» и сразу же наблюдать ультрафиолетовый свет, который он создает при столкновении с Юпитером». Предыдущие измерения Juno показали, что большие магнитные возмущения сопровождали электронные пучки, вызывающие авроральный след. Однако на этот раз «Юнона» не наблюдала подобных возмущений вместе с электронным лучом.

«Если наша интерпретация верна, то это подтверждение теории десятилетней давности, которую мы создали для объяснения морфологии авроральных следов», — сказал д-р Бертран Бонфонд, соавтор исследования из Льежского университета в Бельгии. Теория предполагает, что электроны, ускоренные в обоих направлениях, создают многоточечный танец авроральных следов».

«Взаимосвязь Юпитера и Ганимеда будет изучаться в рамках расширенной миссии Juno, а также предстоящей миссии JUICE Европейского космического агентства», — сказал Хью. «SwRI создает следующее поколение приборов УФС для этой миссии».

Статья, описывающая это исследование, была опубликована в журнале Geophysical Research Letters.