Данные межпланетной станции NASA «Juno» показали, что Юпитер защищается от потока частиц, летящих от Солнца, при помощи более сложной многоступенчатой системы, чем Земля. Исследование, проведённое под руководством учёных из Университета Айовы, позволило детально изучить головную ударную волну планеты – невидимую границу, где солнечный ветер сталкивается с её магнитным полем.
Солнце постоянно испускает поток заряженных частиц, который называют солнечным ветром. Когда он достигает планеты с магнитным полем, образуется ударная волна, которая замедляет, нагревает и отклоняет большую часть этого потока. У Земли такой барьер играет ключевую защитную роль. Учёные предполагали, что у Юпитера, газового гиганта с мощнейшим магнитным полем, этот процесс устроен иначе, и теперь получили подтверждение.
Как выяснилось, Юпитер использует для замедления частиц плазменные волны с несколькими частотами, или гармониками. Это позволяет передавать энергию большему числу частиц солнечного ветра и эффективнее их нагревать. Для сравнения, ударная волна Земли генерирует плазменные волны преимущественно на одной основной частоте.
Кроме того, у Юпитера обнаружили дополнительный рубеж защиты. Перед тем как достичь основной ударной волны, солнечный ветер проходит через несколько менее масштабных ударных фронтов, которые предварительно его замедляют. У земной магнитосферы такой сложной, эшелонированной системы нет.
Изучение этих процессов вблизи Юпитера может помочь в исследовании более экстремальных явлений во Вселенной. Похожие, но неизмеримо более мощные ударные волны возникают, например, при взрывах сверхновых звёзд. Юпитер, таким образом, служит естественной лабораторией для моделирования механизмов преобразования энергии в космосе.
Открытие стало возможным благодаря данным, которые собрал научный прибор Waves на борту аппарата «Juno». Зонд находится на орбите Юпитера с 2016 года, но только его оборудование позволило зафиксировать детальную структуру плазменных волн. Предыдущие миссии могли лишь подтвердить наличие ударной волны. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Communications.
