Ученые изучают Юпитер вблизи с 1970-х годов, но газовый гигант все еще полон загадок. Новые наблюдения NuSTAR НАСА на южном полушарии Юпитера показывают, что полярные сияния вблизи обоих полюсов планеты испускают высокоэнергетические рентгеновские лучи, которые образуются, когда ускоренные частицы сталкиваются с атмосферой Юпитера. Это удалось обнаружить в новой миссии НАСА «Юнона».
Известно, что полярные сияния планеты производят низкоэнергетический рентгеновский свет. Новое исследование, наконец, раскрывает высокочастотные рентгеновские лучи и объясняет, почему они ускользнули от другой миссии «Улисс» 30 лет назад, когда она пролетала мимо Юпитера в 1992 году, сообщается на сайте НАСА.
NuSTAR обнаружил высокоэнергетические рентгеновские лучи от полярных сияний вблизи северного и южного полюсов Юпитера. NuSTAR не может найти источник света с высокой точностью, но может только обнаружить, что свет исходит откуда-то из фиолетовых областей. «Планетам довольно сложно генерировать рентгеновские лучи в диапазоне, который обнаруживает NuSTAR», — сказал Кайя Мори, астрофизик из Колумбийского университета и ведущий автор нового исследования. «Но у Юпитера огромное магнитное поле, и оно вращается очень быстро. Эти две характеристики означают, что магнитосфера планеты действует как гигантский ускоритель частиц, и именно это делает эти выбросы с более высокой энергией возможными».
Решение этой головоломки, согласно новому исследованию, заключается в механизме, который производит высокоэнергетические рентгеновские лучи.
Когда быстро движущиеся электроны сталкиваются с заряженными атомами в атмосфере Юпитера, они притягиваются к атомам, как магниты. Это заставляет электроны быстро замедляться и терять энергию в виде высокоэнергетических рентгеновских лучей. Это похоже на то, как быстро движущийся автомобиль будет передавать энергию своей тормозной системе, чтобы замедлиться.
Ученые также надеются, что изучение рентгеновского излучения Юпитера может помочь им понять еще более экстремальные объекты в нашей Вселенной. NuSTAR обычно изучает объекты за пределами нашей Солнечной системы, такие как взрывающиеся звезды и диски горячего газа, ускоренные гравитацией массивных черных дыр.
Новое исследование является первым примером того, как ученые могут сравнить наблюдения NuSTAR с данными, полученными в источнике рентгеновских лучей (Juno). Это позволило ученым напрямую проверить свои идеи о том, что создает эти высокоэнергетические рентгеновские лучи. Юпитер также имеет ряд физических сходств с другими магнитными объектами во Вселенной — магнетарами, нейтронными звездами и белыми карликами — но исследователи не до конца понимают, как частицы ускоряются в магнитосфере этих объектов и испускают высокоэнергетическое излучение. Изучая Юпитер, исследователи могут раскрыть детали отдаленных источников в космосе, которые мы пока не можем посетить.