И вновь всем доброе утро. Пока администрация президента США не прекратила финансирование ряда научных программ NASA, включая «Юнону», космический аппарат агентства обнаружил новый тип плазменных волн, порождаемых мощным магнитным полем Юпитера. Подобного ранее не фиксировали планетологи.
Юпитер — самая большая и мощная планета Солнечной системы. Его магнитное поле в разы сильнее земного. Оно захватывает заряженные частицы, создавая радиационные пояса, в тысячи раз интенсивнее земных поясов Ван Аллена. На Юпитере постоянно происходят полярные сияния, которые в видимом свете слабы и с Земли почти незаметны. Их основная «яркость» приходится на ультрафиолет и рентген, недоступные человеческому глазу.
Вокруг Юпитера простирается плазма — ионизированный газ. Это четвертое состояние вещества, состоящее из свободных электронов и ионов. Поведение плазмы у полюсов, где магнитные линии сходятся, оставалось загадкой. Понимание движения плазмы важно для изучения юпитерианских сияний и космической «погоды».
В плазме происходят волновые возмущения. Известны два основных типа волн: Альфвена и Ленгмюра. Волны Альфвена связаны с колебаниями ионов в магнитном поле, а волны Ленгмюра — с движением легких электронов. Из-за разницы в массе эти волны колеблются на разных частотах и не смешиваются.
С 2016 года «Juno» собирает данные о Юпитере. Именно его наблюдения помогли обнаружить странную плазменную волну, не встречавшуюся ранее ни на Юпитере, ни в Солнечной системе.
Американские астрофизики под руководством Роберта Лысака из Миннесотского университета проанализировали данные «Юноны». Они выяснили, что у полюсов Юпитера плазма ведет себя необычно. Рядом с полюсами возникает новая волна — гибрид Альфвена и Ленгмюра. Результаты исследования опубликованы на сайте Physical Review Letters.
Гибрид возникает из-за уникальных условий у полюсов Юпитера. Плазма там сверхразреженная, а мощное магнитное поле удерживает ее в особом состоянии. Эти условия позволяют волнам Альфвена и Ленгмюра синхронизировать колебания и сливаться в новый тип волны. В экстремальных условиях масса ионов и электронов больше не препятствует их взаимодействию.
Подобные гибридные волны ранее не фиксировались в Солнечной системе. Ученые считают, что это связано с особыми параметрами плазмы.
Зная их сигнатуру, можно искать аналогичные явления на похожих на Юпитер экзопланетах и коричневых карликах и субкарликах. Это даст новый инструмент для изучения их магнитных полей и плазменных сред, что важно для понимания их природы и возможной обитаемости какой-то гипотетической воздушной формой жизни.