Магнитная защита Сатурна сильно отличается от Земной - исследование
У быстро вращающихся гигантских планет с активными спутниками магнитосфера формируется не так, как у Земли.
Источник: SUSTech. Сравнение магнитных полей Сатурна и Земли.
Ученые выяснили, что магнитная защита Сатурна устроена не так, как у Земли
МОСКВА, 1 апреля. /Новости науки/. Международная группа ученых выяснила, что магнитная оболочка Сатурна заметно отличается от земной: она оказалась асимметричной и как будто «сдвинутой» в сторону. По мнению исследователей, это связано с очень быстрым вращением планеты и с тяжелой плазмой, которая заполняет пространство вокруг нее благодаря выбросам вещества с ее спутников, прежде всего Энцелада. Результаты работы опубликованы в журнале Nature Communications.
«Область магнитного полюса, через которую солнечный ветер может напрямую проникать внутрь магнитосферы, помогает нам лучше понять, как устроен весь магнитный пузырь Сатурна. Это особенно важно сейчас, когда начинают обсуждаться новые миссии к Сатурну и его спутнику Энцеладу. На этот раз мы будем искать признаки обитаемости и, возможно, следы жизни», — приводятся в сообщении слова соавтора работы, профессора Лондонского университетского колледжа Эндрю Коутса.
Как отмечают ученые, у планет с магнитным полем существует собственная магнитосфера — своеобразный защитный пузырь, который экранирует их от потока заряженных частиц солнечного ветра. У Сатурна этот пузырь огромен: он более чем в 10 раз шире самой планеты.
В новой работе исследователи изучали так называемую магнитную воронку, или cusp, — область, где силовые линии магнитного поля изгибаются и начинают уходить обратно к полюсам планеты, направляя заряженные частицы в атмосферу.
На Земле такая область обычно расположена примерно на линии «полдень», если условно представить магнитосферу в виде циферблата часов. Но у Сатурна все оказалось иначе.
Проанализировав шесть лет данных, собранных аппаратом Cassini, ученые выяснили, что эта область у Сатурна чаще всего смещена вправо по отношению к направлению на Солнце и находится примерно между «часом дня» и «тремя часами дня», а не на «двенадцати», как у Земли.
По мнению исследователей, причина в сочетании двух факторов. Во-первых, Сатурн вращается очень быстро: сутки на этой планете длятся всего около 10,7 часа. Во-вторых, вокруг него присутствует большое количество тяжелой плазмы — ионизированного газа, который образуется из вещества, выбрасываемого спутниками, особенно Энцеладом.
Именно Энцелад, как подчеркивают ученые, играет здесь особую роль. Этот ледяной спутник выбрасывает в космос огромные объемы водяного пара из подповерхностного океана. Затем это вещество ионизируется и становится частью плазмы, которую быстро вращающийся Сатурн начинает буквально увлекать за собой.
Исследователи считают, что именно эта комбинация — стремительное вращение и тяжелая плазма — и смещает магнитную структуру планеты.
Для работы ученые использовали данные двух приборов Cassini — магнитометра и плазменного спектрометра. Они искали моменты, когда аппарат проходил через магнитную воронку Сатурна. Всего за 2004–2010 годы удалось выявить 67 таких эпизодов.
На основе этих данных исследователи также провели моделирование магнитного поля и пришли к выводу, что взаимодействие Сатурна с солнечным ветром во многом похоже не на земное, а скорее на то, что наблюдается у Юпитера.
По словам ученых, это подтверждает важную идею: у быстро вращающихся гигантских планет с активными спутниками магнитосфера формируется не так, как у Земли. Если для Земли главным внешним фактором остается солнечный ветер, то у Сатурна и, вероятно, других газовых гигантов все сильнее определяется внутренними процессами самой системы планеты и ее спутников.
Авторы работы считают, что это открытие важно не только для понимания Сатурна. Сравнение разных планет помогает выявить общие законы того, как солнечный ветер взаимодействует с магнитными полями в разных условиях. Такие знания могут пригодиться и для изучения экзопланет.
Кроме того, результаты особенно актуальны на фоне планов будущих миссий к Энцеладу, который считается одним из наиболее интересных мест в Солнечной системе для поиска условий, пригодных для жизни.
МОСКВА, 1 апреля. /Новости науки/. Международная группа ученых выяснила, что магнитная оболочка Сатурна заметно отличается от земной: она оказалась асимметричной и как будто «сдвинутой» в сторону. По мнению исследователей, это связано с очень быстрым вращением планеты и с тяжелой плазмой, которая заполняет пространство вокруг нее благодаря выбросам вещества с ее спутников, прежде всего Энцелада. Результаты работы опубликованы в журнале Nature Communications.
«Область магнитного полюса, через которую солнечный ветер может напрямую проникать внутрь магнитосферы, помогает нам лучше понять, как устроен весь магнитный пузырь Сатурна. Это особенно важно сейчас, когда начинают обсуждаться новые миссии к Сатурну и его спутнику Энцеладу. На этот раз мы будем искать признаки обитаемости и, возможно, следы жизни», — приводятся в сообщении слова соавтора работы, профессора Лондонского университетского колледжа Эндрю Коутса.
Как отмечают ученые, у планет с магнитным полем существует собственная магнитосфера — своеобразный защитный пузырь, который экранирует их от потока заряженных частиц солнечного ветра. У Сатурна этот пузырь огромен: он более чем в 10 раз шире самой планеты.
В новой работе исследователи изучали так называемую магнитную воронку, или cusp, — область, где силовые линии магнитного поля изгибаются и начинают уходить обратно к полюсам планеты, направляя заряженные частицы в атмосферу.
На Земле такая область обычно расположена примерно на линии «полдень», если условно представить магнитосферу в виде циферблата часов. Но у Сатурна все оказалось иначе.
Проанализировав шесть лет данных, собранных аппаратом Cassini, ученые выяснили, что эта область у Сатурна чаще всего смещена вправо по отношению к направлению на Солнце и находится примерно между «часом дня» и «тремя часами дня», а не на «двенадцати», как у Земли.
По мнению исследователей, причина в сочетании двух факторов. Во-первых, Сатурн вращается очень быстро: сутки на этой планете длятся всего около 10,7 часа. Во-вторых, вокруг него присутствует большое количество тяжелой плазмы — ионизированного газа, который образуется из вещества, выбрасываемого спутниками, особенно Энцеладом.
Именно Энцелад, как подчеркивают ученые, играет здесь особую роль. Этот ледяной спутник выбрасывает в космос огромные объемы водяного пара из подповерхностного океана. Затем это вещество ионизируется и становится частью плазмы, которую быстро вращающийся Сатурн начинает буквально увлекать за собой.
Исследователи считают, что именно эта комбинация — стремительное вращение и тяжелая плазма — и смещает магнитную структуру планеты.
Для работы ученые использовали данные двух приборов Cassini — магнитометра и плазменного спектрометра. Они искали моменты, когда аппарат проходил через магнитную воронку Сатурна. Всего за 2004–2010 годы удалось выявить 67 таких эпизодов.
На основе этих данных исследователи также провели моделирование магнитного поля и пришли к выводу, что взаимодействие Сатурна с солнечным ветром во многом похоже не на земное, а скорее на то, что наблюдается у Юпитера.
По словам ученых, это подтверждает важную идею: у быстро вращающихся гигантских планет с активными спутниками магнитосфера формируется не так, как у Земли. Если для Земли главным внешним фактором остается солнечный ветер, то у Сатурна и, вероятно, других газовых гигантов все сильнее определяется внутренними процессами самой системы планеты и ее спутников.
Авторы работы считают, что это открытие важно не только для понимания Сатурна. Сравнение разных планет помогает выявить общие законы того, как солнечный ветер взаимодействует с магнитными полями в разных условиях. Такие знания могут пригодиться и для изучения экзопланет.
Кроме того, результаты особенно актуальны на фоне планов будущих миссий к Энцеладу, который считается одним из наиболее интересных мест в Солнечной системе для поиска условий, пригодных для жизни.
