«Юнона» облетела Юпитер и Ганимед: медитативное видео

0
33

Взгляните на эти миры с точки зрения капитана космического корабля.

«Юнона» облетела Юпитер и Ганимед: медитативное видео

7 июня 2021 года космический корабль NASA «Юнона» подлетел к покрытому льдом спутнику Юпитера Ганимеду ближе, чем любой другой космический корабль за более чем два десятилетия.

Менее чем через день «Юнона» совершила 34-й облет Юпитера, после чего гражданский ученый Джеральд Эйхштадт составил для NASA анимацию из снимков, сделанных кораблем. Изображения JunoCam ортографически проецировались на цифровую сферу, а также были добавлены синтетические кадры, чтобы обеспечить представление о приближении и отдалении корабля от Ганимеда и Юпитера.

«Анимация показывает, насколько прекрасным может быть исследование глубокого космоса. Это способ увидеть, каково это, вращаться вокруг Юпитера и пролетать мимо одной из его ледяных лун. Сегодня, когда мы приближаемся к захватывающей перспективе того, что люди смогут посещать космос на орбите Земли, это продвигает наше воображение на десятилетия в будущее, когда люди будут посещать инопланетные миры в Солнечной системе», – подтверждает Скотт Болтон, главный исследователь миссии «Юнона».
Анимация начинается с того, что «Юнона» приближается к Ганимеду, пролетая в пределах 1038 километров от поверхности с относительной скоростью 67 тысяч километров в час. На снимках показаны несколько темных и светлых областей спутника (считается, что более темные области являются результатом сублимации льда в окружающий вакуум, оставляя после себя затемненные остатки), а также кратер Трос, который является одним из самых больших и ярких шрамов на поверхности Ганимеда.

«Юноне» требуется всего 14 часов 50 минут, чтобы преодолеть 1,18 миллиона километров между Ганимедом и Юпитером, а зритель переносится на расстояние всего 3400 километров над впечатляющими вершинами облаков газового гиганта. К этому моменту мощная гравитация Юпитера разогнала космический корабль до почти 210 000 км/ч.

Среди атмосферных особенностей Юпитера, которые можно увидеть, — циркумполярные циклоны на северном полюсе и пять циклонов из «жемчужной нити» газового гиганта. Используя информацию, которую «Юнона» узнала при изучении атмосферы Юпитера, команда аниматоров смоделировала молнию, которую можно было увидеть, когда мы виртуально проносились над гигантскими грозами планеты.

Как и планировалось, гравитационное притяжение гигантской луны повлияло на орбиту «Юноны», что привело к сокращению ее орбитального периода с 53 до 43 дней. Следующий облет Юпитера, 35-й по счету в миссии, запланирован на 21 июля.

Раскрыта загадка полярных сияний на Юпитере

«Юнона» облетела Юпитер и Ганимед: медитативное видео

Ученым потребовалось на это 40 лет.

Если бы в Солнечной системе проводились соревнования полярных сияний, то победителем оказалась бы не Земля, а Юпитер. Этого гиганта венчают самые мощные полярные сияния в Солнечной системе. Они постоянно вращаются над обоими полюсами планеты завораживающими завихрениями света.

При этом полярные сияния на Юпитере светятся на невидимых для нас длинах волн, поэтому они были обнаружены лишь 40 лет назад. С тех самых пор ученые задавались вопросом, почему и как эти полярные сияния вызывают периодические всплески рентгеновского излучения.

Группа ученых под руководством планетолога Чжунхуа Яо из Китайской академии наук сообщила, что решила загадку. Исследователи связали рентгеновские всплески с колебаниями в силовых линиях магнитного поля газового гиганта.

Эти колебания генерируют в плазме волны, распространяющиеся вдоль силовых линий магнитного поля, периодически заставляя тяжелые ионы обрушиваться на атмосферу Юпитера, сталкиваясь с ней и высвобождая энергию в виде рентгеновских лучей.
«Мы наблюдали, как Юпитер генерирует свечение в рентгеновском спектрев течение четырех десятилетий, но мы не знали, как это происходит. Знали только, что сияния образовались, когда ионы «врезались» в атмосферу планеты. Теперь мы знаем, что эти ионы переносятся плазменными волнами – объяснение, которое не предлагалось ранее, даже несмотря на то, что аналогичный процесс вызывает полярное сияние Земли. Следовательно, это может быть универсальным явлением, присутствующим во многих различных средах в космосе», – поясняет Уильям Данн, астрофизик из Университетского колледжа Лондона.
На Земле полярные сияния создаются электрически заряженными частицами, излучаемыми Солнцем. Они воздействуют на разреженные газы в верхней атмосфере. Эти частицы, в основном электроны и протоны, захватываются магнитным полем Земли и сталкиваются с атомами и молекулами газов в верхней атмосфере. В результате столкновений электроны атомов азота и кислорода на время переходят в «возбужденное» энергетическое состояние. После их возвращения в нормальное энергетическое состояние некоторая часть высвобожденной энергии излучается в виде фотонов света с разной длиной волны.

На Юпитере процесс выглядит несколько иначе, и он связан не с солнечными частицами, а с частицами, которые излучает спутник Юпитера – Ио. Ио является постоянным источником двуокиси серы, которая мгновенно отдаляется из-за сложного гравитационного взаимодействия с планетой, ионизируется и образует плазменный тор вокруг Юпитера.

А еще есть рентгеновские импульсы. Чтобы выяснить, как они генерируются, исследовательская группа изучила планету, используя одновременные наблюдения исследовательского зонда «Юнона» и XMM-Newton, сделанные 16-17 июля 2017 года, в общей сложности 26 часов. В это время Юпитер испускал рентгеновские лучи примерно каждые 27 минут.

Основываясь на этих наблюдениях, команда связала наблюдения плазмы, сделанные «Юноной» с наблюдениями XMM-Newton рентгеновских авроральных всплесков; с помощью компьютерного моделирования они определили, как эти два явления могут быть связаны.

Команда пришла к выводу, что сжатие магнитного поля Юпитера создает волны ионов кислорода и серы, которые спиралевидно движутся вдоль силовых линий магнитного поля к полюсам Юпитера. Там они сталкиваются с атмосферой планеты и генерируют вспышки рентгеновского света. Эти волны называются электромагнитными ионными циклотронными волнами (EMIC), и они также связаны с полярными сияниями на Земле.

На данный момент неясно, что именно вызывает сжатие магнитного поля Юпитера. Это может быть влияние солнечного ветра, циркуляции тяжелых материалов в магнитосфере Юпитера или поверхностных волн на магнитопаузе, внешней границе между магнитосферой и окружающей плазмой.

Как бы то ни было, сжатие происходит, но тот факт, что один и тот же механизм – волны EMIC – был связан с выбросами полярных сияний в двух очень разных условиях, предполагает, что это может быть довольно распространенным явлением в Солнечной системе, а также в галактике за ее пределами.
«Теперь мы определили этот фундаментальный процесс, и есть множество возможностей для его дальнейшего изучения. Подобные процессы, вероятно, происходят вокруг Сатурна, Урана, Нептуна и, возможно, экзопланет, с различными типами заряженных частиц», – клянется Чжунхуа Яо.
Результаты показывают, что электромагнитные волны могут играть важную, прежде неизвестную роль в ионной динамике атмосферы Юпитера и могут помочь нам лучше понять плазменные процессы в галактике.

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Пожалуйста, введите ваш комментарий!
пожалуйста, введите ваше имя здесь