В течение лета 2023 года астрономы впервые зарегистрировали плазменные потоки в магнитосфере другой планеты – Марса. Последующий анализ данных, полученных аппаратом «Вояджер-2», позволил ученым удостоверить наличие подобных выбросов и у другой планеты Солнечной системы.
Без магнитного поля воздействие заряженных космических частиц, особенно солнечного ветра, стало бы губительным для жизни на Земле. Однако магнитное поле позволяет им отклоняться. Пространство, ограниченное этой линией соприкосновения, называется магнитосферой, а переходную зону — магнитослоем.
В условиях нестабильности магнитослоя часто формируются более концентрированные и скоростные потоки плазмы, вызывающие распространяющиеся по всему слою колебания. Первоначально подобные джеты были обнаружены в ходе лабораторных исследований, а в 1990-х годах – в околоземном пространстве.
За последние двадцать пять лет ученые провели тщательное изучение характеристик джетов земного магнитослоя, однако существовали вопросы относительно возможности формирования подобных струй в более слабых магнитных полях других планет. В 2016 году астрономы зафиксировали структуры, напоминающие джеты, в магнитном поле Меркурия.
В 2023 году астрономы подтвердили существование таких струй на Марсе. И вот к этому списку добавились крупнейшие планеты Солнечной системы. В журнале Nature Communications вышло исследование, в котором ученые из Китая и США описали магнитослойные плазменные потоки у Юпитера. Также им удалось найти потенциальный джет в данных наблюдений за Сатурном.
При анализе Юпитера ученые опирались на сведения, полученные с «Вояджера-2», поскольку этот аппарат был первым и единственным, преодолевшим область, подверженную воздействию магнитного поля Юпитера. Информация о Сатурне была получена на основе данных, собранных аппаратом «Кассини».
На основании полученных данных исследователи полагают, что подобные плазменные потоки, скорее всего, являются распространенным явлением и возникают в магнитослоях других планет нашей Солнечной системы.
Для более глубокого понимания космической погоды и её влияния на искусственные спутники требуется изучение плазменных потоков, формирующихся в земной атмосфере. Исследования показывают, что у планет с крупными спутниками эти потоки способны оказывать воздействие и на их естественные спутники.
Теоретические вычисления указывают на то, что на Юпитере и Сатурне подобные потоки должны быть значительно мощнее. Например, орбита Титана, самого крупного спутника Сатурна, располагается вблизи границы магнитосферы, и в прошлом он мог пересечь магнитослой, что привело к полному исчезновению собственного магнитного поля. Разумеется, воздействие на спутники – не единственное следствие формирования плазменных потоков.
Всплески, связанные с ускорением, являются одним из ключевых источников частиц, обладающих высокой энергией, во Вселенной. Авторы исследования подчеркивают, что многие явления, обусловленные этими всплесками, до сих пор остаются предметом изучения. Для более глубокого понимания необходимо получить значительный объем данных, собранных с различных планет, и провести их сопоставление. В настоящее время ученые сталкиваются с ограниченными возможностями для получения таких данных.
Изучение Сатурна, Юпитера, Венеры и Меркурия с помощью космических миссий затруднено особенностями траекторий аппаратов и ограничениями в возможностях используемого оборудования, что не позволит получить полный объем необходимых данных. На данный момент исчерпывающая база данных доступна только по результатам исследований Марса.