Согласно недавним исследованиям, полярные сияния на четырех самых больших спутниках Юпитера имеют насыщенный красноватый оттенок, а на Ио – дополнительно с примесью желтого и оранжевого цветов.
Взаимодействие солнечного ветра с атмосферой вызывает возбуждение атомов, составляющих ее, и, как следствие, их излучение. Магнитное поле направляет частицы солнечного ветра в верхние слои атмосферы вблизи полюсов, что приводит к появлению полярных сияний. Подобное свечение встречается не только на нашей планете, но и на других планетах системы, в частности на Юпитере, где оно проявляется наиболее ярко.
Юпитер характеризуется необычайно сильной магнитосферой, а его атмосфера преимущественно состоит из водорода и гелия, что обуславливает особенную яркость полярных сияний в синей и ультрафиолетовой областях спектра. Однако подобные явления не ограничиваются только планетами. Юпитер также окружен десятками спутников, среди которых выделяются четыре самых крупных, впервые обнаруженные Галилеем, — Ио, Европа, Ганимед и Каллисто.
Зачастую наблюдение полярных сияний представляет собой непростую задачу, однако недавние исследования, проведенные астрономами из гавайской обсерватории Кека, позволили им зафиксировать свечение на всех четырех спутниках, открытых Галилеем. Об этом ученые сообщают в серии статей ( 1, 2), опубликованных в Planetary Science Journal.
Наблюдение полярных сияний на спутниках Юпитера — задача непростая, поскольку это свечение очень слабое и «маскируется» солнечным излучением, отражающимся от их поверхности. В связи с этим, ученые проводили наблюдения, когда спутники оказывались в тени планеты-гиганта. В такие моменты они становятся практически невидимыми. «Минимальное свечение полярных сияний служит единственным подтверждением того, что телескоп направлен верно», — рассказала В числе авторов работы — Катрин де Клеер (Katherine de Kleer.
Атмосферы всех четырех спутников содержат значительное количество кислорода, однако их плотность значительно ниже, чем у земной атмосферы. На Европе, Ганимеде и Каллисто кислород возникает в результате сублимации льда с поверхности и последующего разрушения молекул воды под воздействием радиации. На Ио кислород образуется в процессе распада молекул диоксида серы. Присутствие молекулярного кислорода определяет насыщенный красный оттенок полярных сияний этих спутников.
На Европе и Ганимеде это излучение простирается даже в инфракрасный диапазон спектра. Помимо этого, на Ио – теле, известном как самое вулканически активное в Солнечной системе – атмосфера насыщена выбросами, содержащими хлориды натрия и калия. Эти вещества придают местным полярным сияниям новые, нетипичные оттенки, в том числе желто-оранжевый.
Магнитное поле Юпитера оказывает значительное воздействие на полярные сияния, наблюдаемые на его галилеевых лунах. В результате этого их интенсивность существенно меняется в процессе вращения планеты. Интересно, что сами спутники также способны влиять на полярные сияния Юпитера. Ранее было показано, вулканические выбросы Ио, попадая в его атмосферу, приводят к усилению свечения полярных «корон.