Планетологи рассказали как сформировались радиационные пояса Сатурна

Международная группа ученых из BAS, Университета Айовы и Немецкого исследовательского центра Geosciences GFZ открыла новый метод, объясняющий, как сформировались радиационные пояса вокруг планеты Сатурн. Результаты исследования были опубликованы 29 ноября в журнале Nature Communications.

Вокруг Сатурна и других планет, включая Землю, в магнитном поле присутствуют энергичные заряженные частицы. Они образуют своеобразные кольца в виде «пончика» в непосредственной близости от планеты, — радиационные пояса, такие как пояса Ван Аллена вокруг Земли, где электроны движутся близко к скорости света.

Данные, собранные космическим аппаратом NASA Cassini, который присутствовал на орбите Сатурна в течение 13 лет, а также компьютерная модель на основании данных BAS, дали новое представление о поведении этих быстро движущихся электронов. Открытие подвергает сомнению принятое у космологов мнение о механизмах, ответственных за ускорение электронов до таких экстремальных энергий в радиационных поясах Сатурна.

Ранее считалось, что вокруг Сатурна электроны ускоряются до чрезвычайно высоких энергий посредством процесса, называемого радиальной диффузией, когда электроны неоднократно притягиваются к планете, увеличивая свою энергию. Альтернативным способом ускорения электронов является их взаимодействие с плазменными волнами, как это происходит на орбите Земли и Юпитера, с волнами хоруса. На орбите Сатурна существование таких волн считалось необоснованным, однако авторы обнаружили, что в уникальной среде Сатурна это присутствует еще одна форма плазменной волны, называемая волной Z.

По словам ведущего автора исследования, доктора наук Эммы Вудфилд из Британской антарктической службы: «Это действительно интересно, так как электроны высокой энергии в радиационном поясе вокруг Сатурна всегда считались результатом радиальной диффузии. Мы определили другой способ создания радиационный пояса, о котором никто раньше не знал. Это исследование дает нам лучшее представление о том, как сформировались радиационные пояса в Солнечной системе, и помогает модельерам более точно прогнозировать космическую погоду на Земле, что, в свою очередь, может защитить как космонавтов, так и спутники от радиационной опасности».

По мнению ученого «Сатурн дал нам возможность обнаружить волны Z, что позволяет проверить то, что эти волны могут делать с электронами в больших масштабах. Некоторые люди думают, что планеты — это просто холодные куски камня, путешествующие по пустому пространству, но это не так, каждая планета взаимодействует с частицами в космосе, является сложным, уникальным и изысканным миром, их изучение может рассказать нам о нашей собственной планете и о редких экстремальных событиях, которые иногда происходят в космосе».