Новини науки

Станция «Кассини» помогла увидеть полярные сияния Сатурна

На основе данных, собранных межпланетной станцией «Кассини» на завершающем этапе своей работы у Сатурна, астрономы смогли построить наиболее детальные на сегодняшний день изображения полярных сияний на газовом гиганте и отследить изменения, происходящие с ними. Эти данные позволят проверить существующие модели образования подобных явлений на газовых гигантах. Статьи опубликованы в журналах Geophysical Research Letters и JGR: Space Physics.

За возникновение полярных сияний в атмосфере Земли и других планет ответственны в основном частицы солнечного ветра, которые взаимодействуют с магнитным полем планеты. Заряженные частицы, захваченные магнитосферой, двигаются вдоль силовых линий магнитного поля, достигают полюсов, где проникают в более глубокие и плотные слои атмосферы. Здесь они сталкиваются с молекулами и атомами газов атмосферы, передавая им энергию. Возбужденные молекулы переизлучают ее в виде квантов света. Сияния можно обнаружить и в полярных регионах газовых гигантов, в частности Сатурна, где они наблюдаются только в ультрафиолетовом диапазоне.

Группа астрономов во главе с Александром Бадером (Alexander Bader) опубликовала результаты анализа данных, собранных межпланетной станцией «Кассини» во время близких пролетов рядом с планетой, в рамках «Большого финала» своей миссии. Аппарату удалось при помощи своих камер получить наиболее детализированные изображения полярных сияний на Сатурне на сегодняшний день и проследить их динамику. В частности, выяснилось, что форма главной дуги может быть как относительно гладкой, так и рифленой, в зависимости от текущего состояния магнитосферы, которая может быть как спокойной, так и возмущенной. За диффузное свечение, окружающее самые яркие области сияний, ответственны потоки энергетических электронов из экваториальной плоскости, которые проникают в атмосферу Сатурна. На сумеречной стороне планеты наблюдалось множество маленьких дуг и сгустков, которые не могут быть объяснены в рамках существующей динамической модели сияний на Сатурне.

Южные (а) и северные (b) полярные сияния на Сатурне. Изображения получены ультрафиолетовой камерой UVIS.

Данные, собранные бортовыми детекторами станции, позволили ученым сделать вывод о существовании сильных электрических полей, которые ускоряют попадание электронов в атмосферу, при этом энергии заряженных частиц, вызывающих сияния на Сатурне, гораздо больше, чем в случае полярных сияний на Земле. Тем не менее, основные физические механизмы, ответственные за создание сияний на Земле, Сатурне и Юпитере, очень похожи.