Астрономы с помощью космического телескопа Hubble получили серию впечатляющих изображений полярных сияний на северном полюсе Сатурна. Наблюдения были сделаны в ультрафиолетовом диапазоне, а полученные данные предоставляют наиболее полную на сегодняшний день картину северных сияний на Сатурне.
В течение семи месяцев в 2017 году космический телескоп Hubble с помощью спектрографа следил за северным полюсом Сатурна. Наблюдения были сделаны до и после зимнего солнцестояния Сатурна. Эти условия обеспечили телескопу наилучший возможный обзор сияний в северной полярной области планеты.
На Земле сияния, в основном, создаются частицами солнечного ветра. Когда поток заряженных частиц приближается к нашей планете, он взаимодействует с магнитным полем, которое работает как гигантский щит. Помимо защиты окружающей среды Земли от частиц солнечного ветра, оно также может улавливать небольшую часть из них. Частицы, захваченные в магнитосфере – области пространства, окружающей Землю, в которой заряженные частицы подвержены влиянию магнитного поля – могут получать энергию, а затем следовать вдоль линий магнитного поля до магнитных полюсов. Там они взаимодействуют с атомами атмосферных газов в верхних слоях атмосферы, создавая мерцающие, красочные огни, видимые в полярных регионах Земли.
Однако эти сияния не уникальны для Земли. Было обнаружено, что другие планеты Солнечной системы обладают похожими полярными сияниями. Среди них – четыре газовых гиганта Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Поскольку в атмосфере каждой из этих планет, в отличие от Земли, преобладает водород, сияния на них можно увидеть только в ультрафиолетовом диапазоне, причем только при наблюдениях из космоса.
В прошлом Hubble уже исследовал полярные сияния Сатурна. В 2004 году он изучил южные полярные сияния вскоре после южного солнцестояния, и в 2009 году воспользовался редкой возможностью наблюдать за Сатурном, когда его кольца располагались ребром. Наблюдения телескопа Hubble в прошлом году были согласованы с заключительной частью миссии Cassini, что позволило следить за сияниями одновременно при помощи нескольких аппаратов и узнать больше о магнитосфере Сатурна.
В структуре сияний видно большое количество мелких деталей. Изменчивость полярных сияний зависит как от солнечного ветра, так и от быстрого вращения Сатурна, который совершает оборот вокруг своей оси всего за 11 часов. Кроме того, северное сияние отображает два пика яркости – на рассвете и незадолго до полуночи. Второй пик, о котором не сообщалось ранее, характерен для взаимодействия солнечного ветра с магнитосферой во время солнцестояния на Сатурне.
Первое изображение представляет собой снимок Сатурна в начале 2018 года с наложенными на него данными по северным полярным сияниям на Сатурне в 2017 году. Второе демонстрирует только данные за 2017 год в ультрафиолетовом диапазоне.
Источник: spacetelescope.org
Перевод: Ольга Шатерникова