Гигантские закрученные плазменные волны обнаружены на краю магнитосферы Юпитера

Ученые обнаружили, что гигантские волны закручиваются в плазме на границе магнитосферы Юпитера.

Данные с Юноны показывают, что зонд Юпитер регулярно проходит через эти волны, невидимые невооруженным глазом, когда он вращается вокруг планеты-гиганта. Открытие помогает астрономам понять, как масса и энергия переносятся солнечным ветром в планетарную среду Юпитера.

На самом деле, такие волны известны в Солнечной системе. Они известны как волны Кельвина-Гельмгоца и возникают, когда есть разница в скорости на границе между двумя жидкостями. Обычно их можно увидеть там, где ветер дует над поверхностью озер и океанов, между течениями в воде или даже среди полос облаков в атмосфере планеты.

Их наблюдали и на границе магнитосферы Земли, не говоря уже о Сатурне. Однако условия, при которых они образуются, изучены недостаточно, поэтому обнаружение их вблизи Юпитера может дать некоторые подсказки.

«Нестабильности Кельвина-Гельмгольца — это фундаментальный физический процесс, который происходит, когда солнечные и звездные ветры взаимодействуют с планетарными магнитными полями в нашей Солнечной системе и во всей Вселенной», — говорит астрофизик Джейк Монтгомери из Техасского университета в Сан-Антонио (UTSA) и Юго-Западного исследовательского института (SwRI).

» «Юнона» наблюдала эти волны на многих своих орбитах, предоставив убедительные доказательства того, что нестабильность Кельвина-Гельмгольца играет активную роль во взаимодействии между солнечным ветром и Юпитером».

Хотя в космосе не так много давления, сила диффузных столкновений частиц также не совсем равна нулю. Магнитосфера — это своего рода пузырь в плазменной среде космоса, созданный магнитным полем объекта, определяемым магнитопаузой. Это граница, на которой давление ветра, постоянно струящегося от Солнца, солнечного ветра, уравновешивает давление магнитосферы.

Солнечный ветер дует с довольно высокими скоростями от Солнца во внешнюю часть Солнечной системы, а плазма внутри магнитосферы занимается своим делом, кружась вокруг планеты. Так что интерфейс между ними может стать интересным.

Окружающая среда вокруг Юпитера довольно дикая. Магнитное поле Юпитера огромно, а его вулканическая луна Ио является мощным источником заряженных частиц, постоянно извергающим вещество в огромный плазменный тор, вращающийся вокруг огромного газового гиганта. Ганимед, спутник Юпитера, создает относительно сильное собственное магнитное поле.

Открытие волн Кельвина-Гельмгольца в магнитопаузе Юпитера поможет астрономам понять сложные взаимодействия, происходящие в пространстве Юпитера.

«Длительное пребывание Юноны вблизи магнитопаузы Юпитера позволило провести подробные наблюдения таких явлений, как нестабильность Кельвина-Гельмгольца в этом регионе», – говорят астрофизики. цист Роберт Эберт из SwRI и UTSA.

«Взаимодействие солнечного ветра важно, поскольку оно может переносить плазму и энергию через магнитопаузу в магнитосферу Юпитера, стимулируя активность внутри этой системы».

Волны не были обнаружены во многих пересечениях магнитопаузы Юноны, и это также имеет важные последствия. Изучение условий, при которых генерируются эти волны, может помочь понять, как они формируются, что имеет более широкое значение.

Например, морщины были обнаружены на гелиопаузе — границе между солнечным ветром и межзвездным пространством, далеко за пределами планет. Понимание того, что движет волнами Кельвина-Гельмгольца, может помочь определить динамику на границе Солнечной системы.

Исследование опубликовано в Geophysical Research Letters.