Юпитер обладает самыми мощными полярными сияниями в Солнечной системе, которые постоянно вращаются над его полюсами. При этом, поскольку полюса сияют на невидимых длинах волн, их невозможно увидеть невооруженным взглядом.

В связи с этим их удалось обнаружить только 40 лет назад, сообщает Sciencealert. Однако, после открытия ученые не раз задавались вопросом, как эти полярные сияния вызывают периодические вспышки рентгеновского излучения.

Группа китайских ученых под руководством планетолога Чжунхуа Яо из Китайской академии наук при помощи данных, полученных с космического аппарата Юнона и космической рентгеновской обсерватории XMM-Newton связала рентгеновские вспышки с колебаниями в силовых линиях магнитного поля газового гиганта.

Колебания создают волны в поле плазмы, а затем эти волны распространяются вдоль силовых линий магнитного поля, периодически заставляя тяжелые ионы попадать в атмосферу Юпитера и сталкиваться с ней, высвобождая энергию в виде рентгеновских лучей.

"Мы видели, как Юпитер создает рентгеновское сияние в течение четырех десятилетий, но мы не знали, как это происходит. Мы знали только, что они образовались, когда ионы попадают в атмосферу планеты. Теперь мы знаем, что эти ионы переносятся волнами плазмы – это объяснение не предлагали раньше, несмотря на то, что аналогичный процесс вызывает полярное сияние на Земле. Следовательно, это может быть универсальным явлением, которое присутствует и в других частях космоса", - рассказал строфизик Уильям Данн из Университетского колледжа Лондона в Великобритании.

На Земле полярные сияния возникают за счет частиц, которые прилетают в атмосферу от Солнца. Однако, на Юпитере полярные сияния являются долговременным явлением. Это происходит потому, что частицы прилетают не от Солнца, а от спутника Юпитера Ио, наиболее вулканического мира в Солнечной системе. Ио постоянно извергает двуокись серы, которая немедленно удаляется из-за сложного гравитационного взаимодействия с планетой, ионизируется и образует плазменную оболочку вокруг Юпитера.

Чтобы узнать, как именно генерируются рентгеновские лучи, исследователи изучили планету посредством одновременного наблюдения с космической станции Юнона и обсерватории XMM-Newton в течение 26 часов. В это время Юпитер выпускал рентгеновские лучи примерно каждые 27 минут. Используя математическое моделирование, ученые рассчитали связи между рентгеновским излучением и плазмой.

Специалисты пришли к выводу, что сжатие магнитного поля Юпитера создает волны ионов кислорода и серы, которые спиралевидно движутся вдоль силовых линий магнитного поля к полюсам Юпитера, где они сталкиваются с атмосферой и генерируют вспышки рентгеновского излучения. Эти волны называются электромагнитными ионными циклотронными волнами, и они также связаны с мерцающими полярными сияниями здесь, на Земле.

Подготовил: Сергей Дага