Ученые выяснили, что Юпитер применяет более запутанную систему защиты от солнечного ветра, чем Земля. Сведения аппарата Juno продемонстрировали, что перед главной ударной волной планеты действуют дополнительные плазменные области, а сами плазменные волны обладают несколькими частотами. О том, как Юпитер сопротивляется потоку частиц от Солнца, — в материале «Известий».
Как Юпитер защищается от солнечного ветраСправка «Известий»Ударная волна представляет собой незримую границу, разделяющую солнечный ветер и магнитное поле планеты. Она выступает первой преградой на пути потока энергичных частиц, идущего от Солнца со сверхзвуковой скоростью.
В районе Земли солнечный ветер тормозится, разогревается, после чего огибает планету. Поэтому поток частиц не попадает в атмосферу напрямую.
Специалисты из Университета Айовы проанализировали информацию о головной ударной волне Юпитера, которую собрал космический аппарат Juno. Труд опубликован в журнале Nature Communications (NC). Как отметили ученые, итоги выявили значительные отличия между защитными механизмами Юпитера и Земли.
Зачем Юпитеру несколько частот плазменных волнУченые установили, что в ударной волне Юпитера наблюдаются плазменные волны нескольких частот одновременно. Такие добавочные частоты специалисты именуют гармониками.
Чем больше частот задействовано в работе плазменных волн, тем результативнее они поглощают влияние солнечного ветра. За счет этого больше частиц потока способны нагреваться и тормозиться еще до того, как солнечный ветер минует главную ударную волну.
На Земле все проще: плазменные волны в зоне ударной волны в основном задействуют одну частоту, и ее хватает для сопротивления солнечному ветру.
Джаясри Джозеф, автор исследования
Что такое ударные волны-сателлитыЮпитер нашел собственный способ противостоять солнечному ветру с помощью более сильных плазменных волн с более богатой гармонической структурой. Это важно, потому что при наличии нескольких частот можно нагреть больше частиц в солнечном ветре и замедлить их.
Еще одно отличие Юпитера от Земли — дополнительные зоны, которые ученые именуют ударными волнами-сателлитами (shocklets). Они находятся перед главной ударной волной планеты и контактируют с солнечным ветром, постепенно его замедляя.
Так, поток частиц сталкивается не с одной границей, а с чередой областей, помогающих Юпитеру противостоять влиянию солнечного ветра. Исследователи отмечают: у Земли подобной дополнительной системы не имеется.
Билл Курц, научный сотрудник кафедры физики и астрономии Университета Айовы и соавтор исследования
Земле не нужно предпринимать эти дополнительные шаги для борьбы с солнечным ветром, потому что его воздействие не столь мощное.
Собранные сведения дают основание говорить о многоуровневой защите Юпитера: вначале солнечный ветер вступает во взаимодействие с ударными волнами-сателлитами, а после доходит до главной ударной волны, где его замедление и нагрев продолжаются.
Почему Юпитер помогает изучать взрывы звездУченые полагают, что изучение ударной волны Юпитера способно помочь глубже понять процессы, идущие в намного более мощных космических ударных волнах. Они появляются, в частности, вокруг остатков сверхновых — объектов, относящихся к завершающим этапам жизни звезд.
Джаясри Джозеф
Поскольку еще более мощные ударные волны возникают вокруг астрофизических объектов, таких как остатки сверхновых, ударная волна Юпитера представляет собой расположенную неподалеку природную лабораторию для изучения и понимания того, как природа преобразует огромное количество энергии потока в тепло и энергетические частицы.
Сведения для исследования получили с помощью аппарата Juno в декабре 2024 года. Космический аппарат пребывает на орбите Юпитера с июля 2016 года. Для сбора информации применялся прибор Juno Waves, который разработали и создали физики Университета Айовы.
Ученые замечают, что до миссии Juno космические аппараты уже фиксировали присутствие ударных волн у внешних планет, однако не могли настолько детально измерить сложную структуру плазменных волн в данной области.