Это изображение космического телескопа “Хаббл” представляет собой совокупность снимков, полученных в начале 2018 года, и показывает сияния на северном полюсе Сатурна. Авторы и права: NASA / ESA / Hubble / A. Simon, NASA’s Goddard Space Flight Center / OPAL Team / J. DePasquale, STScI / L. Lamy, Observatoire de Paris.
Верхние слои в атмосфере газовых гигантов – Сатурна, Юпитера, Урана и Нептуна – горячие, как и у Земли. Но в отличие от Земли, Солнце слишком далеко от этих внешних планет, чтобы объяснить такие высокие температуры. Их источник тепла был одной из великих загадок планетарной науки.
Новый анализ данных с космического зонда “Кассини” (НАСА) находит жизнеспособное объяснение того, что так сильно нагревает верхние слои Сатурна и, возможно, других газовых гигантов: полярные сияния на северном и южном полюсах планеты. Электрические токи, вызванные взаимодействиями между солнечными ветрами и заряжёнными частицами от спутников Сатурна, разжигают полярные сияния и нагревают верхние слои атмосферы.
Облака Сатурна. Авторы и права: NASA / Cassini.
Работа, опубликованная недавно в журнале Nature Astronomy, является наиболее полным пока отображением как температуры, так и плотности верхней части атмосферы газового гиганта – области, которая ещё очень плохо изучена.
“Понимание динамики действительно требует общего взгляда. Этот набор данных – первый случай, когда мы смогли взглянуть на верхнюю часть атмосферы от полюса до полюса, а также увидеть, как температура меняется с глубиной”, – сказала Зара Браун, ведущий автор исследования..
Создавая полную картину того, как тепло циркулирует в атмосфере, учёные лучше понимают, как авроральные электрические токи нагревают верхние слои атмосферы Сатурна и влияют на ветры. Глобальная система ветра может распределять эту энергию, которая первоначально скапливается около полюсов, в экваториальные области, нагревая их вдвое сильнее по сравнению с температурами, ожидаемыми только от солнечного нагрева.
“Результаты жизненно важны для нашего общего понимания верхних слоёв атмосферы и являются важной частью наследия “Кассини”. Они помогают решить вопрос о том, почему верхняя часть атмосферы настолько горячая”, – сказал соавтор исследования Томми Коскинен.
Управляемый Лабораторией реактивного движения НАСА в Южной Калифорнии, “Кассини” был орбитальным аппаратом, который наблюдал Сатурн более 13 лет, прежде чем исчерпал свои запасы топлива. В конце концов он погрузился в атмосферу планеты в сентябре 2017 года, в частности, чтобы защитить Энцелад, который, как обнаружил “Кассини”, мог иметь условия, подходящие для существования там жизни. Но перед погружением “Кассини” выполнил 22 сверхблизких подхода к Сатурну, в своём финальном туре под названием Гранд Финал.
Космический корабль “Кассини” впервые пролетел через гейзеры спутника Сатурна Энцелада в ноябре 2009 года. Авторы и права: NASA / JPL / Space Science Institute.
Именно во время Гранд Финала были собраны ключевые данные для новой температурной карты атмосферы Сатурна. Измерение плотности атмосферы дало учёным информацию, необходимую для определения температуры. Плотность уменьшается с высотой, а скорость снижения зависит от температуры. Они обнаружили, что температура достигает максимума вблизи полярных сияний, что указывает на то, что полярные электрические токи нагревают верхние слои атмосферы.
Измерения плотности и температуры помогли учёным выяснить скорость ветра. Понимание верхней части атмосферы Сатурна, где планета встречается с космосом, является ключом к пониманию космической погоды и её влияния на другие планеты в нашей Солнечной системе, а также на экзопланеты вокруг других звёзд.
Больше информации: https://www.nature.com/
Источник: universetoday.ru
