Полярное сияние Юпитера генерируется переменными токами
Международная группа исследователей преуспела в измерении существующей системы, ответственной за северное сияние на Юпитере. Используя данные, отправленные на Землю космическим кораблем НАСА Juno, они показали, что токи постоянного тока были намного слабее, чем ожидалось, и поэтому переменные токи играют особую роль. На Земле, с другой стороны, это система постоянного тока, которая обеспечивает полярное освещение. В частности, электрические системы газового гиганта поддерживаются в движении большими центробежными силами, которые вращают ионизированный газ диоксида серы из его лунного Ио через магнитосферу.
В проекте участвовал Йоахим Саур из Института геофизики и метеорологии Кельнского университета. Статья "Потоки Биркеланда в магнитосфере Юпитера, наблюдаемые с помощью космического корабля Юнона с полярной орбитой", опубликована в текущем выпуске Nature Astronomy.
Юпитер, самая большая планета в Солнечной системе, имеет самые яркие сияния с мощностью излучения 100 тераватт (100 000 000 000 киловатт = сто миллиардов киловатт). Чтобы произвести это свечение, понадобится 100 000 наземных электростанций. Полярные сияния, подобно Земле, проявляются в виде двух огромных овальных колец вокруг полюсов. Северное сияние питается от гигантской системы электрического тока, которая соединяет область сияний с магнитосферой Юпитера. Магнитосфера - это область вокруг планеты, на которую влияет ее магнитное поле. По большей части электрические токи проходят вдоль линий магнитного поля Юпитера, которые также называют токами Биркеланда или английскими «токами Биркеланда».
Космический корабль НАСА Юнона находится на полярной орбите вокруг Юпитера с июля 2017 года с целью лучше понять интерьер и полярные сияния Юпитера. Теперь при участии Джоахима Саура Юнона впервые определила принадлежность к электрической системе постоянного тока Северного сияния. Чтобы сделать это, среда магнитного поля Юпитера была измерена очень точно, чтобы получить электрические токи. Общий ток составляет примерно. 50 миллионов ампер. Однако это значение намного ниже теоретически ожидаемых значений заранее. Причиной этого отклонения являются мелкие турбулентные переменные токи (называемые альфвеновскими волнами на жаргонном языке), которые мало обсуждались. «Эти наблюдения в сочетании с другими измерениями с космического корабля Юнона показывают, что переменные токи для образования сияний Юпитера играют значительно большую роль, чем система постоянного тока», - объясняет Йоахим Саур, который работает над турбулентными переменными токами в течение 15 лет и Следовательно, полярные сияния Юпитера также отличаются от таковых на Земле, которые по существу генерируются постоянным током, а земные полярные сияния примерно в тысячу раз слабее, потому что Земля меньше Юпитера, имеет более слабое магнитное поле и также вращается медленнее.
«Электрические системы Юпитера управляются огромными центробежными силами в быстро вращающейся магнитосфере Юпитера.» Вулканически активная луна Ио Юпитера производит одну тонну газообразного диоксида серы в секунду, которая ионизируется в магнитосферу Юпитера. «Из-за быстрого вращения Юпитера - один день Юпитер длится всего десять часов - газ перемещается против магнитного поля Юпитера благодаря центробежным силам Юпитера, которые генерируют электрические токи ", - говорит геофизик.