На четырех крупнейших лунах Юпитера обнаружены новые астрономические объекты

Астрономы, использующие обсерваторию У. М. Кека на Маунакеа на Гавайях, обнаружили, что авроры на видимых длинах волн появляются на всех четырех крупных лунах Юпитера: Ио, Европе, Ганимеде и Каллисто.

Используя эшеллевый спектрометр высокого разрешения (HIRES) обсерватории Кека, а также спектрографы высокого разрешения Большого бинокулярного телескопа и обсерватории Апач-Пойнт, команда под руководством специалистов Калтеха и Бостонского университета наблюдала за лунами в тени Юпитера, чтобы их слабые авроры, вызванные сильным магнитным полем газового гиганта, можно было заметить без конкуренции со стороны яркого солнечного света, отраженного от их поверхности.

"Эти наблюдения сложны, поскольку в тени Юпитера луны почти невидимы. Свет, излучаемый их слабыми аврорами, является единственным подтверждением того, что мы вообще направили телескоп в нужное место", - говорит Кэтрин де Клир, профессор Калтеха и ведущий автор одной из двух новых научных статей, опубликованных сегодня в журнале "Планетарные науки" и описывающих это открытие.

На всех четырех галилеевых лунах наблюдается та же кислородная аврора, которую мы видим в небе вблизи полюсов Земли, но газы на лунах Юпитера намного тоньше, что позволяет светиться глубоким красным цветом почти в 15 раз ярче, чем привычный зеленый свет.

На Европе и Ганимеде кислород также светится в инфракрасных волнах, чуть более красных, чем может видеть человеческий глаз - это первое явление, наблюдаемое в атмосфере тела, отличного от Земли.

На Ио, самой внутренней луне Юпитера, вулканические шлейфы газа и пыли имеют огромные размеры, достигая сотен километров в высоту. Эти шлейфы содержат соли, такие как хлорид натрия и хлорид калия, при распаде которых образуются дополнительные цвета. Натрий придает авроре Ио такое же желто-оранжевое свечение, которое мы видим в городских фонарях. Новые измерения также показывают калиевую аврору на Ио в инфракрасном свете, которая ранее нигде не была обнаружена.

"Яркость различных цветов авроры говорит нам о том, из чего, скорее всего, состоят атмосферы этих лун", - сказал де Клир. "Мы обнаружили, что молекулярный кислород, подобно тому, чем мы дышим здесь, на Земле, вероятно, является основной составляющей атмосферы ледяных лун".

Новые измерения показывают минимальные доказательства наличия воды, что подогревает активные научные дебаты о том, есть ли в атмосферах лун Юпитера значительное количество водяного пара. В настоящее время считается, что три внешние галилеевы луны Юпитера содержат океаны жидкой воды под своими толстыми ледяными поверхностями, и есть предварительные доказательства того, что вода в атмосфере Европы может иногда поступать из ее океана или жидких резервуаров внутри ее ледяной оболочки.

Поскольку сильное магнитное поле Юпитера наклонено, авроры на этих лунах меняют свою яркость по мере вращения планеты. Кроме того, атмосферы могут реагировать на быстрый переход от теплого солнечного света к холодной тени Юпитера.

"Натрий Ио становится очень слабым в течение 15 минут после входа в тень Юпитера, но ему требуется несколько часов, чтобы восстановиться после выхода на солнечный свет", - объясняет Карл Шмидт, профессор астрономии Бостонского университета и ведущий автор второй статьи. "Эти новые характеристики очень важны для понимания химии атмосферы Ио. Замечательно, что затмения Юпитера дают возможность провести естественный эксперимент, чтобы узнать, как солнечный свет влияет на его атмосферу".

Новые типы авроры на четырех лунах добавляют захватывающий аспект к тому, что и так является золотым веком для любителей Юпитера благодаря миссии НАСА Juno и космическому телескопу Джеймса Уэбба. Если вам посчастливилось увидеть аврору здесь, на Земле, задумайтесь, насколько удивительным могло бы показаться это зрелище, если бы вы смотрели вверх с одной из лун Юпитера.

Первая статья об этом исследовании под руководством де Клира называется "Оптические авроры Европы, Ганимеда и Каллисто". Вторая работа под руководством Шмидта называется "Оптические авроры Ио в тени Юпитера".