Согласно недавнему исследованию, проведенному учеными из Университетского колледжа Лондона (UCL), магнитное поле Сатурна имеет асимметричную структуру, отличающуюся от земного. По мнению исследователей, такая особенность обусловлена высокой скоростью вращения планеты и влиянием массивных материалов, которые она захватывает.
Магнитосферы, или планетарные магнитные поля, служат защитой для планет, ограждая их от потока заряженных частиц, испускаемых Солнцем. Магнитосфера Сатурна отличается внушительными размерами, простираясь более чем на 10 диаметров планеты. В ходе недавнего исследования, результаты которого были опубликованы в журнале Nature Communications, ученые изучили данные, собранные космической миссией «Кассини» за шесть лет, чтобы установить точное положение каспа Сатурна – области, где силовые линии магнитного поля начинают отклоняться в сторону полюсов, направляя заряженные частицы в атмосферу.
Согласно результатам исследования, касп демонстрирует смещение вправо относительно Солнца и наиболее часто наблюдается в период с 13:00 до 15:00 (если визуализировать его положение на часах), в отличие от его расположения на отметке 12:00, видимой с Земли. Ученые полагают, что причиной этого является исключительно высокая скорость вращения Сатурна, составляющая 10,7 часа, а также плотная «плазма» (ионизированный газ), которую он захватывает. Эта плазма образуется в результате выбросов газов спутниками Сатурна, в частности, Энцеладом. Предполагается, что совокупность этих факторов приводит к смещению силовых линий магнитного поля вправо, однако для подтверждения данной гипотезы необходимы дополнительные моделирования.
Среда обитания вокруг Сатурна представляет собой значительный научный интерес, поскольку его спутник Энцелад, выбрасывающий ледяные гейзеры из океана, расположенного под поверхностью, рассматривается как потенциально подходящее для жизни место и является приоритетной целью масштабной миссии Европейского космического агентства, старт которой запланирован на 2040-е годы.
Профессор Эндрю Коутс, соавтор исследования из Лаборатории космических наук Малларда при UCL, пояснил, что касп представляет собой область, где солнечный ветер может напрямую проникать в магнитосферу. Он указал, что определение местоположения каспа Сатурна способствует более глубокому пониманию и детальной картировке магнитной оболочки планеты. Профессор Коутс акцентировал внимание на том, что углубленное изучение окружающей среды Сатурна особенно важно в настоящее время, поскольку разрабатываются планы новых миссий к этой планете и ее спутнику Энцеладу. Результаты исследования вызывают больший интерес к будущим космическим экспедициям, в рамках которых ученые планируют искать признаки обитаемости и возможные свидетельства существования жизни. Он также отметил, что данная работа подтверждает давнюю теорию о том, что быстрое вращение массивных планет, таких как Сатурн, имеющих активные спутники, приводит к тому, что солнечный ветер перестает быть главной силой, формирующей магнитосферы. Это говорит о том, что магнитосфера Сатурна, как и магнитосферы других быстро вращающихся газовых гигантов, скорее всего, существенно отличается от земной. Энцелад играет важную роль в этой среде, выбрасывая внушительное количество водяного пара, который ионизируется и создает в магнитосфере тяжелую плазму, увлекаемую вращением планеты.
В состав международной исследовательской группы вошли ученые из Китайской академии наук, Южного университета науки и технологий и Гонконгского университета. Профессор Чжунхуа Яо, автор работы из Гонконгского университета, подчеркнул, что расхождения в магнитных структурах Сатурна и Земли свидетельствуют об общем базовом механизме, определяющем взаимодействие с солнечным ветром на различных планетах. Доктор Янь Сюй, ведущий автор исследования из Южного университета науки и технологий Китая, отметил, что, сопоставив данные, полученные аппаратом «Кассини», с результатами моделирования, ученым удалось установить, что быстрое вращение Сатурна и плазма, исходящая от его спутника Энцелада, совместно создают неравномерное глобальное распределение каспов.
В процессе исследования ученые проанализировали информацию, полученную с магнитометра и плазменного спектрометра космического аппарата «Кассини», чтобы задокументировать моменты пересечения им касп Сатурна. За период с 2004 по 2010 год было зарегистрировано 67 таких случаев. На основании этих данных специалисты создали модель магнитного поля и выявили, что взаимодействие магнитосферы с солнечным ветром имеет схожие черты с юпитерианским.