Нові спостереження в рамках місії НАСА «Юнона» показують, що головний удар Юпітера поводиться складніше, ніж його аналог на Землі.
Космічний корабель НАСА «Юнона» зафіксував найточніші на сьогодні вимірювання головного удару Юпітера, широкої межі, де сонячний вітер впивається в магнітне середовище планети. Спостереження показують, що Юпітер справляється з цими високоенергетичними взаємодіями зовсім інакше, ніж Земля, використовуючи більш складну суміш плазмових хвиль і менших ударних структур для уповільнення вхідних частинок.
Результати, опубліковані групою під керівництвом Університету Айови, також дають дослідникам можливість ближче поглянути на фізику удару, що може допомогти їм вивчити високоенергетичне середовище, включаючи залишки зірок, що вибухнули.
Луковий удар виникає, коли сонячний вітер, надзаряджений потік заряджених частинок, що витікає від Сонця, вдаряється в магнітосферу планети. Зіткнення змушує частинки сповільнюватися, нагріватися та змінювати напрямок, перш ніж вони проникнуть далі в магнітне середовище планети.
На Землі цей процес відбувається в основному при великому дуговому ударі. Ця межа дозволяє більшій частині сонячного вітру спрямовуватися навколо планети, а не безпосередньо взаємодіяти з верхніми шарами атмосфери.
Юпітер використовує ширшу суміш плазмових хвиль
Луговий амортизатор Юпітера працює в набагато більш екстремальних умовах. Газовий гігант має найбільшу планетарну магнітосферу в Сонячній системі, створюючи набагато більшу область, де можуть взаємодіяти заряджені частинки, магнітні поля та плазмові хвилі.
Спостереження Юнони показали, що головний удар Юпітера містить плазмові хвилі, які випромінюють на різних частотах, які дослідники описують як «гармоніки». Замість того, щоб покладатися на одну домінуючу частоту, як це відбувається на Землі, Юпітер, здається, використовує багатий спектр хвиль, які можуть передавати енергію широкому діапазону вхідних частинок.
Ця взаємодія допомагає нагріти й сповільнити сонячний вітер, перш ніж він проникне глибше в магнітне середовище Юпітера.
«Юпітер знайшов спосіб боротися з сонячним вітром за допомогою плазмових хвиль, які є сильнішими та мають багату гармонійну структуру», — каже Джаясрі Джозеф, докторант відділу фізики та астрономії штату Айова та відповідний автор дослідження. «Це важливо, оскільки якщо у вас є кілька частот, ви можете нагріти більше частинок у сонячному вітрі та сповільнити їх».
Менші удари сповільнюють частинки перед головною межею
Юпітер також, здається, починає обробляти сонячний вітер до того, як він досягне початкового удару планетарної дуги. Юнона визначила низку менших областей, які називаються чоклетами, які взаємодіють із вхідними частинками та поетапно сповільнюють їх.
Земля не демонструє того самого рівня складності. Його головний носовий амортизатор виконує більшу частину роботи з уповільнення та перенаправлення сонячного вітру.
«Землі не потрібно вживати цих додаткових заходів, щоб впоратися з сонячним вітром, оскільки ефект не такий сильний», — каже Білл Курт, науковий співробітник Департаменту фізики та астрономії Айови та співавтор дослідження, який брав участь у місії Juno з моменту її запуску в 2011 році.
Тестовий випадок великим планом для екстремальних космічних ударів
Ударні хвилі також виникають у високоенергетичних астрофізичних середовищах, включаючи залишки наднових. Ці структури, що розширюються, утворюються після того, як деякі зірки вибухають, і можуть прискорювати частинки, перетворюючи велику кількість руху мас у тепло та інші види енергії.
Юпітер не може відтворити точні умови навколо залишку наднової, але його головний удар забезпечує набагато ближче середовище, де дослідники можуть безпосередньо вимірювати деякі плазмові процеси.
«Оскільки навіть більш потужні поштовхи відбуваються навколо астрофізичних об’єктів, таких як залишки наднових, головний поштовх Юпітера забезпечує тісну природну лабораторію для вивчення та розуміння того, як природа перетворює велику кількість енергії потоку в теплові та енергетичні частинки», — говорить Joseph.nbs.
Висновки ґрунтуються на даних, зібраних Juno у грудні 2024 року. Космічний корабель обертається навколо Юпітера з липня 2016 року, неодноразово проходячи через регіони, сформовані великим магнітним полем планети.
Фізики Університету Айови розробили та створили прилад Juno Waves, який вимірює радіохвилі та плазму навколо Юпітера. Раніше космічний корабель підтвердив існування головного удару Юпітера, але Юнона провела вимірювання, щоб визначити більш складні хвильові структури, що відбуваються в ньому.
Довідка: Дж. Джозеф, В.С. «Спостереження плазмової хвилі з космічного корабля «Юнона» в ударі голови Юпітера». Курт, Л.Б. Вілсон III, Дже.П. Коннерні, Ф. Аллегріні, Р. Дж. Вілсон, А Соломон, Р. В. Еберт, Дж. Б. Фейден, Ч. В. Пікер, А. Н. Джейнс, Б. Х. Маук, Юл, С. Маук, Спілкування природи.
DOI: 10.1038/s41467-026-76223-x
НАСА фінансувало дослідження.
Ніколи не пропустіть прорив: приєднуйтесь до інформаційного бюлетеня SciTechDaily.
Слідкуйте за нами в Google і Google News.
