Прислушиваясь к дождю из электронов, летящих на Юпитер с его интенсивно вулканической луны Ио, исследователи с помощью космического корабля NASA Juno обнаружили, что вызывает мощное радиоизлучение в гигантском магнитном поле планеты-монстра. Новый результат проливает свет на поведение огромных магнитных полей, создаваемых планетами-гигантами, такими как Юпитер.

У Юпитера самое большое и мощное магнитное поле из всех планет в нашей солнечной системе, с силой в его источнике примерно в 20 000 раз выше, чем у Земли. Он подвергается воздействию солнечного ветра, потока электрически заряженных частиц и магнитных полей, постоянно исходящих от Солнца. В зависимости от того, насколько сильно дует солнечный ветер, магнитное поле Юпитера может простираться на 3,2 миллиона километров к Солнцу и более чем на 965 миллионов километров от Солнца на расстояние до орбиты Сатурна.

Источник: NASA/GSFC.
Разноцветные линии на этом концептуальном изображении представляют линии магнитного поля, которые связывают орбиту Ио с атмосферой Юпитера. Радиоволны исходят от источника и распространяются вдоль стенок полого конуса (серая область).

У Юпитера есть несколько больших спутников, которые вращаются по орбите в его массивном магнитном поле, Ио является ближайшим к нему. Ио вовлечена в гравитационное перетягивание каната между Юпитером и двумя соседними из этих других больших спутников, которое генерирует внутреннее тепло, которое вызывает сотни вулканических извержений на его поверхности.

Эти вулканы в совокупности выпускают одну тонну материала (газов и частиц) в секунду в космос возле Юпитера. Часть этого материала распадается на электрически заряженные ионы и электроны и быстро захватывается магнитным полем Юпитера. Когда магнитное поле Юпитера проходит мимо Ио, электроны с луны ускоряются вдоль магнитного поля к полюсам Юпитера. По пути эти электроны генерируют "декаметровые" радиоволны (так называемые декаметровые радиоизлучения, или DAM). Инструмент Juno Waves может "слушать" это радиоизлучение, которое генерируют летящие электроны.

Исследователи использовали данные Juno Waves, чтобы определить точные места в огромном магнитном поле Юпитера, где происходили эти радиоизлучения. Это места, где условия как раз подходят для генерации радиоволн. У них есть правильная сила магнитного поля и правильная плотность электронов (не слишком много и не слишком мало).

Радиоволны выходят из источника вдоль стенок полого конуса, выровненного и контролируемого силой и формой магнитного поля Юпитера. Juno получает сигнал только тогда, когда вращение Юпитера охватывает этот конус над космическим кораблем, точно так же, как маяк на короткое время светит на корабль в море.

Данные Juno позволили команде подсчитать, что энергия электронов, генерирующих радиоволны, была намного выше, чем предполагалось ранее, в 23 раза больше. Кроме того, электроны не обязательно должны исходить от вулканической луны. Например, по словам ученых, они могут находиться в магнитном поле планеты (магнитосфере) или исходить от Солнца как часть солнечного ветра.