Верхние слои в атмосфере газовых гигантов – Сатурна, Юпитера, Урана и Нептуна – столь же горячие, как и у Земли. Однако, в отличие от нашей планеты, они находятся слишком далеко от Солнца, поэтому их высокие температуры невозможно объяснить лишь его нагревом. Дополнительный источник тепла был одной из великих загадок планетарной науки.
Теперь анализ данных, собранных космическим аппаратом «Cassini», похоже, раскрывает процесс, который так сильно нагревает верхнюю атмосферу Сатурна и, возможно, других газовых гигантов: полярные сияния на северном и южном полюсах.
«Электрические токи, создаваемые при взаимодействии солнечного ветра и заряженных частиц, испускаемых спутниками Сатурна, зажигают полярные сияния и нагревают его верхние слои», – пишут авторы исследования, предоставленного в журнале Nature Astronomy.
Космический аппарат «Cassini», изучавший систему Сатурна более 13 лет, завершил свою миссию в 2017 году путем погружения в атмосферу гиганта. Незадолго до этого он совершил 22 близких облета «властелина колец», собрав ключевые данные для подробной температурной карты атмосферы Сатурна: «Cassini» наблюдал несколько ярких звезд в созвездиях Ориона и Большого Пса в момент прохождения их света через атмосферу планеты.
Проведенные измерения предоставили ученым информацию, необходимую для определения температуры атмосферы Сатурна, которая, как оказалось, достигает максимума вблизи полярных сияний. Это указывает на то, что именно они нагревают верхнюю атмосферу планеты.
Создание полной картины циркуляции тепла в атмосфере планеты помогает ученым в понимании не только того, как авроральные электрические токи нагревают верхние слои ее атмосферы, но и раскрывают глобальную систему ветров.
«Ветры распределяют энергию, берущую свое начало у полюсов, и переносят ее к экваториальным областям, нагревая их вдвое сильнее по сравнению с температурами, ожидаемыми только от солнечного излучения. Полученные нами результаты крайне важны для нашего общего понимания планетарных атмосфер. Они помогают ответить на вопрос, почему ее верхний слой настолько горячий, в то время как остальная часть, из-за большого расстояния от Солнца – холодная», – заключили авторы исследования.
