Старые данные, новые результаты: спутник Ганимед обладает магнитосферой

Далеко от Земли, на таком расстоянии, на котором наша планета выглядит как бледно-синяя точка, космический аппарат «Галилео» провёл восемь лет, работая в системе Юпитера. В течение этого времени космический аппарат, размеры которого сопоставимы с размерами взрослого жирафа, передавал на Землю потоки информации об открытиях у спутников газового гиганта, включая и данные о наблюдениях за магнитной средой вокруг Ганимеда. Было известно, что магнитная составляющая этого спутника отличается от собственного магнитного поля Юпитера. Миссия аппарата завершилась в 2003 году, но недавно была возобновлена, правда, лишь только на Земле. Всё дело в том, что данные первого сближения «Галилео» с Ганимедом привели в наше время к новому пониманию об окружении спутника, который не похож ни на один другой объект Солнечной системы.

«Теперь, спустя более чем 20 лет, мы вновь возвращаемся к этой миссии, чтобы посмотреть новыми глазами на некоторые данные, которые никогда не публиковались. Этой работой мы планируем полностью закрыть миссию аппарата. Не так давно мы установили, что в данных «Галилео» существовала такая информация, о которой никто не знал», — Глин Коллинсон из Центра космических полётов НАСА, ведущий автор статьи о магнитосфере Ганимеда.

Новые результаты показали интересную информацию: частицы, в результате приходящего на Ганимед плазменного дождя и сильных поток плазмы, отрывались от ледяной поверхности спутника. Эти потоки располагаются в пространстве между Юпитером и Ганимедом, и возникают из-за сильных явлений, происходящих между магнитными средами этих двух тел. Учёные полагают, что эти наблюдения могут быть ключевыми для понимания тайн спутника, например, о том, почему полярные сияния Ганимеда такие яркие.

В 1996 году, вскоре после прибытия в систему Юпитера, «Галилео сделал удивительное открытие: у Ганимеда существует собственное магнитное поле. В то время как у большинства планет нашей Солнечной системы, включая Землю, есть магнитные среды, известные как магнитосферы, никто не ожидал, что её обнаружат у спутника.

Между 1996 и 2000 годом «Галилео» сделал шесть пролётов мимо Ганимеда с конкретными целями. Несколько инструментов в это время собирали данные о магнитосфере спутника. Среди них прибор PLS или Plasma Subsystem, который измерил плотность, температуру и направление плазмы, текущей через среду вокруг «Галилео». Новые данные, недавно опубликованные в журнале Geophysical Research Letters, показываются интересные детали об этой уникальной структуре магнитосферы.

Мы знаем, что магнитосфера Земли, в дополнение к указыванию на север в компасах и созданию полярных сияний, является ключевым механизмом, поддерживающим жизнь на нашей планете, потому что помогает защитить наше планету от излучения, приходящего из космического пространства. Некоторые учёные полагают, что магнитосфера Земли также была важна и для начального развития жизни, поскольку это вредное излучение может разрушить нашу атмосферу. Изучение магнитосфер у других тел Солнечной системы не только помогает учёным узнать о физических процессах, влияющих на эту магнитную среду, но и помогает понять атмосферы вокруг других потенциально пригодных для жизни миров, и в нашей собственной Системе и вне её.

Магнитосфера Ганимеда предоставляет шанс исследовать уникальную магнитную среду, расположившуюся в намного больше магнитосфере Юпитера. Оказывает, находясь под прикрытием магнитного поля Юпитера, магнитосфера Ганимеда полностью защищена от солнечного ветра, из-за чего её форма отличается от других подобных сфер в Солнечной системе. Как правило, формы магнитосфер формируются в результате давления сверхзвуковых частик солнечного ветра, текущих мимо них. Но у Ганимеда плазма движется куда медленнее, из-за чего магнитосфера спутника предстаёт в форме вытянутого рога, который расположен перед спутником в направлении его движения вокруг Юпитера.

Пролетая мимо Ганимеда «Галилео» постоянно испытывал на себе воздействие высокоэнергетических частиц, тех же, которые падают и на поверхность спутника. Частицы плазмы, ускоренные юпитерианской магнитосферой, беспрерывным дождём льются на полюса Ганимеда, где магнитное поле направляет их к поверхности. Новый анализ «Галилео» по данным прибора PLS показал, что другие частицы плазмы срываются с поверхности Ганимеда в результате воздействия прибывающего плазменного дождя.

«Мы обнаружили эти частицы, которые вылетают из полярных областей. Именно они и могут сказать нам ещё что-то об атмосфере Ганимеда, которая является очень тонкой. Также они могут пояснить нам то, как формируются сияния спутника», — Билл Петерсон, соавтор исследования, он работал в команде PLS во время миссии «Галилео».

У Ганимеда есть сияния, совсем как на Земле. Однако, в отличие от нашей планеты, частицы, вызывающие их у Ганимеда, исходят от плазмы, окружающей Юпитер, а не от солнечного ветра. Анализируя данные, учёные заметили, что во время первого сближения с Ганимедом «Галилео» случайно пролетел точно над областями сияний спутника, это было подтверждено детектором ионов. Сравнив расположение падающих ионов по данным от «Хаббла» учёные смогли точно зафиксировать расположение зоны сияний, что должно помочь им разобраться в проблеме образования сияний.

По мере своего движения вокруг Юпитера «Галилео» также удалось пролететь прямо через событие, вызванное спутыванием и моментальным перемагничиванием линий магнитного поля. Это событие, называемое магнитным пересоединением, имеет место в магнитосферах во всей Солнечной системы. «Галилео» впервые наблюдал сильные потоки плазмы, выброшенные в область между Юпитером и Ганимедом посредством магнитного пересоединения. Учёные полагают, что именно этот процесс и делает сияния спутника необычайно яркими.

Источник: www.youtube.com