Новое исследование миссии «Юнона» освещает поведение электронов около вулканической Ио

Исследователи из международной команды под эгидой Юго-Западного исследовательского института (SwRI), проанализировав данные, полученные космическим зондом NASA Juno в ходе его приближений к Ио — самому активному вулканически спутнику Юпитера — в конце 2023 и начале 2024 годов, выявили неоднородное распределение высокоэнергетических электронов в так называемом Альфвеновском крыле. Эта структура, связывающая Ио с ионосферой Юпитера, имеет основополагающее значение для формирования плазменной среды вокруг спутника.

Результаты этого анализа впервые основательно описывают, каким образом энергетические электроны оказывают воздействие на атмосферу Ио и его окружающее пространство.

«Эти электроны получают энергию через взаимодействие Ио с магнитным полем Юпитера», — пояснил ведущий исследователь, доктор Роберт Эберт. — «После этого они взаимодействуют с атмосферой и поверхностью спутника, ионизируя атомы и молекулы, возбуждая их и даже вызывая полярные сияния».

Ещё в 1990-х годах в ходе миссии NASA Galileo наблюдались интенсивные пучки электронов в Альфвеновском крыле и других областях, прилегающих к Ио. Эти электроны перемещаются вдоль локальных магнитных линий, взаимодействуя с разрежённой атмосферой спутника. Однако новые данные от Juno показали, что в Альфвеновском крыле наблюдается неоднородное распределение электронов: их концентрация наиболее высока на краях структуры и ниже в центральных областях. Это свидетельствует о вариабельности воздействия электронных потоков на различные участки Ио.

В рамках расширенной миссии Juno аппарат дважды приближался к Ио — 30 декабря 2023 года и 3 февраля 2024 года. Инструмент JADE (Jovian Auroral Distributions Experiment) провёл высокоточные измерения плазменной активности в экстремальных радиационных условиях региона.

«Достаточно поразительно, но JADE смог зафиксировать данные с беспрецедентной точностью, несмотря на риск быстрого выхода аппаратуры из строя в таких условиях», — отметил доктор Фредерик Аллегрини, руководитель проекта JADE и соавтор исследования.

Наблюдения подтвердили, что электронные пучки в Альфвеновском крыле сохраняются над полюсами Ио и распространяются на бо́льшие расстояния, чем это фиксировалось во время работы Galileo. Эти пучки движутся вдоль магнитных линий Юпитера, достигая поверхности спутника или его атмосферы, если линии связаны с Ио. «Электроны здесь значительно энергичнее, чем в близлежащем тороиде Ио — кольцеобразном облаке заряженной плазмы вокруг Юпитера», — подчеркнул Эберт. — «Их пространственная вариабельность в Альфвеновском крыле критически важна для понимания воздействия на атмосферу спутника и плазменные процессы вокруг него».

Миссия Juno продолжает изучать Юпитер и его спутники, вскрывая новые аспекты сложного взаимодействия между планетой, её магнитосферой и вулканически активными лунам. Результаты исследований углубляют понимание динамики Ио и создают основу для более точного моделирования аналогичных процессов в других планетарных системах.

Источник: iXBT