Международная группа ученых под руководством Университетского колледжа Лондона установила, что магнитное поле Сатурна имеет выраженную асимметрию. В отличие от земной магнитосферы, представляющей собой сбалансированный пузырь, поле Сатурна деформировано из-за сочетания экстремально высокой скорости вращения планеты и присутствия больших объемов плазмы. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Communications.
Магнитосфера служит защитным барьером, отклоняющим потоки заряженных частиц солнечного ветра. У Сатурна эта область достигает гигантских размеров, превышая диаметр самой планеты более чем в десять раз. Ключевым объектом изучения стал касп – область, где силовые линии магнитного поля изгибаются к полюсам, позволяя частицам проникать в атмосферу. На Земле каспы расположены симметрично, однако на Сатурне этот регион смещен в сторону. Если смотреть со стороны Солнца, точка входа частиц находится не в условном зените, а в промежутке между одним и тремя часами по аналогии с циферблатом.
Исследователи объясняют этот феномен двумя факторами. Сатурн совершает полный оборот вокруг своей оси всего за 10,7 часа. Одновременно с этим планету окружает плотная плазменная среда, значительная часть которой формируется за счет выбросов спутника Энцелада. Быстрое вращение в сочетании с тяжелой плазмой буквально оттягивает силовые линии поля в сторону, создавая постоянное искажение.
Выводы основаны на анализе данных миссии НАСА Cassini, собиравшей информацию в течение шести лет. Ученые выделили 67 случаев прохождения аппарата через касп в период с 2004 по 2010 год, используя показания магнитометра и плазменного спектрометра. Обработка этих данных позволила создать детальную симуляцию магнитной оболочки планеты. Взаимодействие магнитосферы с солнечным ветром на ее границах оказалось схожим с процессами, которые ранее наблюдались у Юпитера.
Понимание структуры магнитного поля Сатурна имеет критическое значение для будущих космических программ. В 2040–х годах Европейское космическое агентство планирует отправить новую миссию к Энцеладу. Этот спутник, выбрасывающий ледяные гейзеры из подледного океана, считается одним из наиболее перспективных мест для поиска внеземной жизни. Успех таких экспедиций напрямую зависит от точности навигации и понимания радиационной обстановки, которую определяет магнитосфера.
Работа также подтверждает теорию о том, что для массивных быстро вращающихся планет с активными спутниками внутренние процессы играют более важную роль в формировании магнитного щита, чем внешнее воздействие солнечного ветра. По мнению авторов исследования, этот механизм может быть универсальным для других газовых гигантов, а также для многих экзопланет за пределами Солнечной системы.
