Магнитное поле Юпитера оказалось в десять раз сильнее поля Земли
Автор фото, AFP
Подпись к фото,Американское космического агентства НАСА в четверг опубликовало первые подробные снимки полюсов Юпитера, сделанные космическим зондом Юнона.
Магнитное поле Юпитера оказалось приблизительно в десять раз более сильным, чем магнитное поле Земли, а на полюсах планеты находятся гигантские циклоны размером с Землю, свидетельствуют данные, полученные учеными с космического зонда «Юнона».
Американское космического агентство НАСА накануне опубликовало первые подробные снимки полюсов Юпитера, сделанные космическим зондом Юнона.
Снимки были сделаны еще в конце августа прошлого года, когда зонд приблизился на максимально близкое расстояние к Юпитеру. Однако фотографии ученые получили недавно.
Одной из главных таин Юпитера остаются гигантские циклоны и ураганы на полюсах планеты.
«Представьте множество ураганов, каждый из которых размером с Землю, и все они они находятся настолько близко, что задевают друг друга», — предложил представитель НАСА Майк Джанссен.
«Мы озадачены тем, как они могли сформироваться, насколько стабильна эта конфигурация и почему северный полюс Юпитера не похож на южный. Нас интересует, насколько динамична эта система, и наблюдаемы ли мы только какую-то одну стадию, а через год, мы увидем, что картина поменялась», — объяснил один из руководителей миссии «Юноны» Скотт Болтон из Юго-западного научно-исследовательского института США.
Еще одним неожиданным открытием для Болтона и его команды стала сила магнитного поля Юпитера.
Еще до полета «Юноны» было известно, что у Юпитера самое мощное магнитное поле среди всех планет Солнечной системы, а его магнитосфера — самая большая. Однако данные, переданные зондом, свидетельствуют, что магнитное поле Юпитера составляет 7,766 Гаусс, что в два раза мощнее, чем предполагали ученые, и приблизительно в десять раз сильнее, чем магнитное поле Земли.
Автор фото, NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS
Подпись к фото,Ранее инфракрасная камера зонда зафиксировала полярное сияние на Южном полюсе планеты, которое не в состоянии видеть земные телескопы
Также оказалось, что магнитное поле Юпитера еще более неравномерно, чем предполагали ученые: в некоторых местах оно сильнее, в некоторых — значительно слабее.
Зонд «Юнона» был запущен в августе 2011 года и стал вторым космическим аппаратом, вышедшим на орбиту Юпитера после «Галилео», находившегося на орбите планеты с 1995 по 2003 год. В начале июля прошлого года зонд приблизился на максимально близкое расстояние к гигантской планете и вышел на стабильную орбиту вокруг нее.
Аппаратура на борту «Юноны» специально создана для исследования атмосферы Юпитера, его химического состава, температуры, движения и других свойств. Ученые рассчитывают получить, наконец, ответ на вопрос, имеет ли эта планета твердое ядро или же всё более плотная атмосфера простирается на всю глубину.
Стоимость программы оценивается в 1,1 млрд долларов.
Автор фото, NASA/SWRI/MSSS/Gerald Eichstädt/Seán Doran
Что мы знаем о Юпитере:
- Юпитер в 11 раз превышает по диаметру Землю, а его масса равна 300 земным
- Он обращается вокруг Солнца за 12 земных лет; его сутки длятся 10 часов
- По химическому составу Юпитер напоминает звезду — он состоит в основном из водорода и гелия
- Под высоким давлением водород приобретает свойства металла, в том числе электропроводность
- Металлизированный водород, вероятно, является источником сильного магнитного поля планеты
- Верхние слои облачного покрова планеты содержат аммиак и сероводород
- Видимые полосы в атмосфере планеты создаются ветрами, дующими с востока на запад
- Большое Красное Пятно — гигантская буря, видимые размеры которой вдвое превышают диаметр ЗемлиМагнитное поле Юпитера оказалось приблизительно в 10 раз более сильным, чем магнитное поле Земли, а на полюсах планеты находятся гигантские циклоны, размером с Землю, об этом свидетельствуют данные, полученные учеными с космического зонда «Юнона».
Юпитер, Сатурн и компания: магнитосферные загадки | Научные открытия и технические новинки из Германии | DW
У Земли и у Меркурия оно есть, у Марса оно когда-то было, но потом исчезло, а у Венеры его, похоже, никогда и не было. Речь идет о магнитном поле. Почему у одних планет оно есть, а у других его нет, ученые точно не знают и строят лишь догадки. В Кельне прошел научный симпозиум, на котором планетологи обсуждали гипотезы и теории, призванные объяснить наличие и особенности магнитного поля у газовых планет-гигантов нашей Солнечной системы. «В том, что у Юпитера имеется магнитное поле, нет ни малейших сомнений, — говорит профессор Йоахим Заур (Joachim Saur), руководитель Института геофизики и метеорологии при Кельнском университете и один из организаторов симпозиума. -Более того: из всех планет Солнечной системы Юпитер обладает самым сильным магнитным полем. А вот как функционирует магнитное динамо внутри планеты, мы не знаем».
Венера — не Земля, хоть и похожа на Землю
Облачность на Венере (в ультрафиолетовом и инфракрасном свете)
Американскому космическому зонду Voyager-1 при приближении к Юпитеру даже удалось записать звук ветра — но не того ветра, что дует в атмосфере, а так называемого солнечного ветра, то есть потока летящих от Солнца заряженных частиц. Этот звук возникает — правда, в частотном диапазоне, недоступном для человеческого уха, — при взаимодействии плазмы с магнитным полем планеты. Но природа магнитного поля Юпитера остается загадкой. Вообще магнетизм планеты может быть обусловлен либо намагниченностью образующего ее вещества, либо упорядоченным протеканием электрических токов.
«Сегодня считается общепринятым, что магнитное поле Земли генерируется в ее недрах, а конкретно в ее внешнем — жидком — металлическом ядре, — поясняет профессор Заур. — Но примечательно, что у Венеры, несмотря на значительное ее сходство с Землей, магнитного поля нет. Возможно, это связано с тем, что эта планета вращается вокруг своей оси слишком медленно: у Земли один оборот длится, как известно, 24 часа, то есть сутки, а у Венеры — около 250 суток. Соответственно, магнитное динамо не работает. Зато газовые гиганты — Юпитер, Сатурн, Уран — вращаются вокруг оси очень быстро: один оборот занимает у них около 10 часов».
Таким образом, работа магнитного динамо может зависеть от скорости вращения планеты вокруг своей оси. Но это лишь один из факторов. «Если планета очень мала, то она, скорее всего, промерзла насквозь и уже не имеет жидкого ядра, — поясняет профессор Заур. — Тогда магнитному полю взяться просто неоткуда. Типичными примерами могут служить спутники планет — в частности, и наша Луна».
Ганимед и Сатурн — загадки без отгадок
Зонд Cassini впервые сфотографировал Сатурн с близкого расстояния
Впрочем, и здесь имеют место исключения. У Ганимеда, спутника Юпитера, магнитное поле есть. По мнению профессора Заура, тут сошлись вместе два фактора. Во-первых, это самый крупный спутник во всей Солнечной системе, по размерам он даже превосходит планету Меркурий, а во-вторых, он вращается довольно быстро. Но чем конкретно генерируется магнитное поле Ганимеда — то ли расплавленным ядром, то ли токопроводящей соленой жидкостью под ледяным панцирем, — пока неизвестно.
Не меньше загадок ставит перед учеными и Сатурн. Считается, что этот газовый гигант имеет жидкое и твердое ядро из металлического водорода, там и формируется магнитное поле. Однако сегодня ученые не знают даже точный период обращения планеты вокруг своей оси. «Ведь на Сатурне невозможно, как на Земле, воткнуть флажок в какую-то точку на поверхности, условно назвать это нулевым меридианом и засечь время, чтобы выяснить, как долго длится полный оборот планеты вокруг собственной оси, — говорит профессор Заур. — В случае с этими газовыми планетами мы вынуждены опираться на магнитосферу. Магнитное поле имеет определенную ориентацию, ее мы и принимаем, так сказать, за нулевой меридиан, по которому определяем период вращения планеты».
До недавнего времени считалось, что длина суток на Сатурне составляет 10 часов 35 минут. Но данные, полученные космической миссией Cassini, вызвали у ученых замешательство. Они вроде бы указывают на то, что скорость вращения Сатурна непостоянна и меняется в течение года, причем в довольно широких пределах — до нескольких процентов. Но ведь этого просто не может быть! Участники симпозиума в Кёльне потратили немало времени на обсуждение этого феномена, но никакого объяснения пока так и не нашли.
Автор: Владимир Фрадкин
Редактор: Ефим Шуман
Наука: Наука и техника: Lenta.ru
Астрономы Университетского колледжа Лондона раскрыли многолетнюю тайну, как Юпитер производит вспышку рентгеновских лучей каждые несколько минут. Об этом сообщается в статье, опубликованной в журнале Science Advances.
Исследователи проанализировали данные, полученные космическим аппаратом НАСА Juno и космическим рентгеновским телескопом XMM-Newton. Оказалось, что рентгеновские вспышки производятся периодическими колебаниями силовых линий магнитного поля Юпитера. Колебания создают плазменные волны, которые ускоряют заряженные частицы вдоль линий магнитного поля. Ионы, врезаясь в атмосферу газового гиганта, высвобождают энергию в виде рентгеновских лучей.
То, что Юпитер производит рентгеновское излучение, было известно еще 40 лет назад. Ученые знали, что оно производится тяжелыми ионами, падающими в атмосферу планеты, однако точный механизм оставался не ясным. При этом плазменные волны также создаются и в атмосфере Земли, порождая полярное сияние. Исследователи обнаружили четкую корреляцию между волнами в плазме, обнаруженными Juno, и рентгеновскими полярными вспышками на северном полюсе Юпитера, зарегистрированными X-MM Newton. Затем ученые использовали компьютерное моделирование, чтобы подтвердить, что волны способны направлять тяжелые частицы к атмосфере Юпитера.
Рентгеновские сияния наблюдаются на северном и южном полюсах Юпитера, при этом всплески излучения происходят каждые 27 минут. Тяжелые ионы возникают из газа, который извергается в космос вулканами Ио. Газ ионизируется, то есть атомы лишаются электронов, из-за столкновений в среде, непосредственно окружающей Юпитер. Подобные процессы, вероятно, происходят вокруг Сатурна, Урана, Нептуна и некоторых экзопланет. Однако пока остается загадкой, почему силовые линии магнитного поля периодически колеблются. Ученые предполагают, что вибрация может быть результатом взаимодействия с солнечным ветром или возникать из-за высокоскоростных плазменных потоков в магнитосфере Юпитера.
Магнитное поле Юпитера примерно в 20 000 раз сильнее, чем у Земли. Если бы магнитосфера газового гиганта была видна в ночном небе, она бы покрыла область, в несколько раз превышающую видимый размер Луны.
Космический аппарат «Юнона» записал сверхъестественные звуки, исходящие от Юпитера
Прислушиваясь к потоку электронов, текущих на Юпитер с его вулканического спутника Ио, ученые с помощью космического аппарата «Юнона» обнаружили, что вызывает мощные радиоизлучения в огромном магнитном поле планеты-гиганта. Новые данные проливают свет на поведение огромных магнитных полей, создаваемых планетами-гигантами, такими как Юпитер, сообщает Scitechdaily
ФОКУС в Google Новостях.
Подпишись — и всегда будь в курсе событий.
Юпитер обладает самым большим и мощным магнитным полем из всех планет в нашей Солнечной системе, которое примерно в 20 000 раз сильнее, чем у Земли. Магнитное поле Юпитера подвергается воздействию солнечного ветра, потока электрически заряженных частиц и магнитных полей, исходящих от Солнца. В зависимости от того, насколько сильно дует солнечный ветер, магнитное поле Юпитера может простираться на 3,2 миллиона километров к Солнцу и более чем на более 965 миллионов километров от Солнца до орбиты Сатурна.
У Юпитера есть несколько больших спутников, которые вращаются по орбите в его массивном магнитном поле, и Ио является ближайшим к нему спутником.
Вулканы на Ио все вместе взятые выпускают одну тонну вещества (газов и частиц) в секунду в космос возле Юпитера. Часть этого вещества расщепляется на электрически заряженные ионы и электроны и быстро захватывается магнитным полем Юпитера. Когда магнитное поле Юпитера проходит мимо Ио, электроны со спутника ускоряются вдоль магнитного поля к полюсам Юпитера.
По пути эти электроны генерируют «декаметровые» радиоволны (так называемые декаметровые радиоизлучения). Прибор Juno Waves может «слушать» это радиоизлучение, которое генерируют летящие электроны.
Ученые использовали данные Juno Waves, чтобы определить точное место происхождения радиоизлучений в огромном магнитном поле Юпитера.
Разноцветные линии на этом изображении представляют собой силовые линии магнитного поля, которые связывают орбиту Ио с атмосферой Юпитера. Радиоволны исходят от источника и распространяются вдоль стенок полого конуса (серая область). [+–]«Радиоизлучение, вероятно, является постоянным, но Юнона должна быть в правильном месте, чтобы слушать», — говорит Ясмина Мартос из Центра космических полетов имени Годдарда NASA.
Радиоволны возникают из источника вдоль стенок полого конуса, выровненного и контролируемого силой и формой магнитного поля Юпитера. «Юнона» получает сигнал только тогда, когда вращение Юпитера приближает этот конус к космическому аппарату, точно так же, как маяк на короткое время светит на корабль в море.
Данные «Юноны» позволили ученым подсчитать, что энергия электронов, генерирующих радиоволны, была в 23 раза больше, чем предполагалось ранее. Кроме того, электроны не обязательно должны исходить от вулканического спутника. Например, по словам ученых, они могут находиться в магнитном поле планеты (магнитосфере) или исходить от Солнца как часть солнечного ветра.
Напоминаем, что ученые создали видео на основе данных аппарата «Юнона». Космический аппарат «Юнона» сделал уникальные снимки газового гиганта и его спутника, а команда миссии создала из этого маленький фильм.
|
Магнитное поле Юпитера не похоже не на одно из других планет
Магнитное поле у Юпитера – одно из самых сложных среди магнитосфер планет Солнечной системы. Впервые о его существовании стало известно в 1955, после того, как были открыты радиоволны декаметрового и дециметрового диапазона. Именно такое электромагнитное излучение было зарегистрировано при исследовании с Земли магнитосферы гиганта.
визуализация эффектаВ 1973 году вблизи шестой планеты впервые пролетел космический аппарат – межпланетный зонд Пионер-10. Он смог детально исследовать магнитосферу газового гиганта и подтвердить предположения ученых. Всего на орбите гиганта и вблизи его смогло побывать 8 межпланетных станций, но наиболее точную картину его поля смог дать зонд Юнона, пролетавший над планетой в 2016 году.
Магнитное поле Юпитера отличает его от всех остальных планет Солнечной системы. Потоки электромагнитных частиц выходят из точки в северном полушарии и возвращаются в области экватора. По сути, у Юпитера нет северного магнитного полюса, а южный расположен в области Большого синего пятна. За счет того, что потоки не возникают вблизи географических полюсов, мощность магнитосферы Гиганта распределена крайне неравномерно.
Объяснить причину такое искривления поля газового гиганта пока невозможно. Считается, что смещению полюсов с полярных областей способствовала окружающая ядро мантия гиганта, состоящая из жидкого металлического водорода. Она движется сразу в нескольких направлениях и взаимодействует с горными породами внутри планеты, за счет чего и возникает такой необычный для остальных тел Солнечной системы динамо-эффект.
изображение взаимодействияСравнение магнитного поля Юпитера с Землей и другими планетами
Геомагнитное поле представляет собой диполь. Точки полюсов лишь немного смещены относительно полюсов географических. Таким образом, Земля представляет собой полосовой магнит, с осью, обращенной в направлении с севера на юг. Юпитерианский же магнит условно изогнут под прямым углом, за счет чего потоки поля распределены неравномерно, а их точки входа и выхода сильно отклонены от полюсов планеты. Кроме того, магнитное поле Юпитера в десять раз сильнее в сравнении с полем Земли.
Дипольной магнитосферой также обладают другие твердотельные объекты Солнечной системы: Меркурий, Венера и Марс. При этом у последнего оно крайне не устойчиво и динамо-эффект практически отсутствует. Также такой эффект характерен для Сатурна, где магнитные полюса совпадают с географическими. Уран и Нептун характеризуются хаотичной, квадрупольной магнитосферой — они имеют по два северных и по два южных магнитных полюса.
Чтобы детально изучить магнитосферу Юпитера миссию космического аппарата Юнона продлили до 2021 года. Ученые надеются найти ответ на вопрос, что же стало причиной такого необыкновенного смещения электромагнитных потоков. Кроме того, изучение юпитерианского магнетизма внесет ясность в состав и строение внутренней части гиганта.
Автор: Леонид Петров
Загадка земного ядра: откуда у нашей планеты магнитное поле
https://ria.ru/20190613/1555493880.html
Загадка земного ядра: откуда у нашей планеты магнитное поле
Загадка земного ядра: откуда у нашей планеты магнитное поле — РИА Новости, 13.06.2019
Загадка земного ядра: откуда у нашей планеты магнитное поле
Северный магнитный полюс продолжает смещаться с территории Канады в сторону архипелага Северная Земля со скоростью 55 километров в год. Ученые предполагают:… РИА Новости, 13.06.2019
2019-06-13T08:00
2019-06-13T08:00
2019-06-13T08:04
наука
наса
венера
/html/head/meta[@name=’og:title’]/@content
/html/head/meta[@name=’og:description’]/@content
https://cdn22.img.ria.ru/images/154760/95/1547609587_0:103:3276:1946_1920x0_80_0_0_1802942d2e807a433ba5a2a21ef79391.jpg
МОСКВА, 13 июн — РИА Новости, Татьяна Пичугина. Северный магнитный полюс продолжает смещаться с территории Канады в сторону архипелага Северная Земля со скоростью 55 километров в год. Ученые предполагают: готовится смена полюсов из-за волнений в жидкой части ядра планеты, недоступной прямым наблюдениям. Что именно там происходит, понять трудно, но есть много гипотез. Миссия к «железному миру»В 2022 году NASA собирается отправить аппарат к астероиду Психея, находящемуся между Марсом и Юпитером. Его называют железным миром. По отражению лучей с поверхности, по тому, как быстро она нагревается и остывает, ученые поняли, что это если не полностью, то по большей части металл. Не исключено, что именно оттуда к нам прилетают железные метеориты. Это происходит очень редко, всего известно не более двух сотен таких событий. Предполагается, что Психея — ядро планеты земной группы, которая лишилась внешних оболочек. Вместе с Землей и Венерой эта планета формировалась вблизи Солнца, но затем что-то случилось. Может, катастрофа, а может, всему виной повторные разогревы планетоземали — сгустков материи, из которых образуются планеты. Ученые непременно хотят попасть в «железный мир», и не только ради геологической разведки месторождений в интересах наших потомков. В первую очередь — чтобы вплотную исследовать аналог ядра Земли. Почему ядро железноеЯдро Земли — интереснейший объект. Его состав и температура отражаются на вышележащих слоях и атмосфере. Ядро — источник магнитного поля, благодаря которому возникла жизнь. Там же — ключ к тайне образования планет земной группы. Недра Земли исследуют с помощью сейсмических волн и моделирования. Грубо говоря, планета состоит из верхней оболочки — коры, мантии и ядра. О том, что ядро — железное, свидетельствует несколько фактов. У Земли собственное магнитное поле, словно диполь вставлен по оси вращения. Мантия не может генерировать такое поле, она слишком слабо проводит электрический ток. Согласно модели геодинамо на это способна только проводящая жидкость. Значит, часть ядра — жидкая. Железо — один из самых распространенных элементов в Солнечной системе. Это подтверждается его обилием в метеоритах. Во внешней части ядра не проходят упругие S-волны, значит, она жидкая. Внутренняя часть ядра радиусом примерно 1221 километр слабо распространяет S-волны — соответственно, она либо твердая, либо в состоянии, симулирующем твердость. Граница двух слоев в ядре довольно четкая, как и между ядром и нижней мантией. Считается, что ядро железное, с небольшими примесями никеля (на это указывает состав железных метеоритов), кремния, сульфидов и кислорода. Некоторые особенности прохождения сейсмоволн говорят о том, что внутреннее твердое ядро вращается слегка быстрее, чем мантия и кора, примерно на 0,15 градуса в год. Когда и как образовалось ядро Земли? Каково в нем соотношение химических элементов? Почему оно не однородное? Какая там температура? Где источник энергии? И главное, почему ядро вообще сформировалось внутри планеты? По каждому из этих и множеству других вопросов есть немало гипотез.Кому из близнецов повезлоВенеру считают близнецом Земли — она лишь немного меньше по массе и размерам. Но нынешние условия на ее поверхности совершенно другие. У Земли есть собственное магнитное поле, атмосфера и биосфера.У Венеры из этого списка — только ядовитая атмосфера с облаками из серной кислоты. Следов магнитного поля нет и в геологическом прошлом, хотя они могли и исчезнуть. Вероятно, все дело в происхождении близнецов. Венера и Земля образовались в одной части газопылевой туманности, окружавшей Солнце. Зародыши планет увеличивались, притягивая к себе все больше материала. Когда масса стала критической, начались разогрев, плавление. Вещество разделялось на фракции: тяжелые элементы оседали внутри, легкие поднимались наверх. Как полагают ученые из Германии, Японии и Франции, расслоение таких тел, как Земля, идет равномерно и стабильно, каждый слой — однородный. Чтобы ядро получилось двухслойное и неоднородное, где-то ближе к концу процесса планета должна была испытать очень сильный удар другого массивного тела. Часть вещества «пришельца» осталась в недрах Земли, часть была выбита на орбиту, где затем образовалась Луна. От удара внутренности планеты перемешались, и это привело к частичному плавлению ядра.А вот эволюция Венеры прошла гладко, без ЧП космического масштаба. Расслоение благополучно завершилось с образованием твердого железного ядра, неспособного генерировать магнитное поле. Есть и другая гипотеза: спонтанная кристаллизация железного расплава. Однако для этого ему нужно остыть до тысячи Кельвинов, что невозможно. Значит, зародыши кристаллизации проникли извне, сделали вывод ученые из США. Например, из нижней мантии. Это крупные куски железа размером десятки и сотни метров. Откуда им там взяться — большой вопрос.Один из ответов лежит на поверхности Земли в виде древних железистых кварцитов. Возможно, более трех миллиардов лет назад из этих пород сложилось дно океанов. Из-за движения плит оно погрузилось в мантию и оттуда — в ядро.Создание магнитного щитаСоотношение радиоактивных изотопов свинца указывает на возраст ядра: порядка четырех с половиной миллиардов лет. Когда возникло магнитное поле, неизвестно. Его следы встречаются уже в самых древних горных породах Земли возрастом 3,5 миллиарда лет. В соответствии с моделью геодинамо для магнитного поля Земли нужна проводящая жидкость, вращение которой сопровождается перемешиванием. Проблема в том, что магнитное поле у быстро вращающихся жидкостей рано или поздно затухает. Судя по геологическим данным, на видимом нам отрезке времени интенсивность магнитного поля Земли не менялась. Должен быть какой-то постоянный мощный источник энергии.На эту роль есть два кандидата. Температурная конвекция, возможная, если внутреннее ядро горячее внешнего, и композиционная конвекция, то есть перемещение элементов из одной части в другую. Это означает, что твердая часть ядра увеличивается. Но бояться полного застывания не стоит. На это понадобится не один миллиард лет.
https://ria.ru/20180820/1526749995.html
https://ria.ru/20190415/1552557085.html
https://ria.ru/20180322/1516957617.html
https://ria.ru/20190129/1550035242.html
РИА Новости
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
2019
РИА Новости
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
Новости
ru-RU
https://ria.ru/docs/about/copyright.html
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/
РИА Новости
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
https://cdn22.img.ria.ru/images/154760/95/1547609587_273:0:3004:2048_1920x0_80_0_0_9f56f605b2d18ef61f2b25095694cb36.jpgРИА Новости
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
РИА Новости
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
наса, венера
МОСКВА, 13 июн — РИА Новости, Татьяна Пичугина. Северный магнитный полюс продолжает смещаться с территории Канады в сторону архипелага Северная Земля со скоростью 55 километров в год. Ученые предполагают: готовится смена полюсов из-за волнений в жидкой части ядра планеты, недоступной прямым наблюдениям. Что именно там происходит, понять трудно, но есть много гипотез.
Миссия к «железному миру»
В 2022 году NASA собирается отправить аппарат к астероиду Психея, находящемуся между Марсом и Юпитером. Его называют железным миром.По отражению лучей с поверхности, по тому, как быстро она нагревается и остывает, ученые поняли, что это если не полностью, то по большей части металл. Не исключено, что именно оттуда к нам прилетают железные метеориты. Это происходит очень редко, всего известно не более двух сотен таких событий.
Предполагается, что Психея — ядро планеты земной группы, которая лишилась внешних оболочек. Вместе с Землей и Венерой эта планета формировалась вблизи Солнца, но затем что-то случилось. Может, катастрофа, а может, всему виной повторные разогревы планетоземали — сгустков материи, из которых образуются планеты.
Ученые непременно хотят попасть в «железный мир», и не только ради геологической разведки месторождений в интересах наших потомков. В первую очередь — чтобы вплотную исследовать аналог ядра Земли.
20 августа 2018, 08:00НаукаАлмазное дно: обнаружен сверхглубокий источник драгоценных минераловПочему ядро железное
Ядро Земли — интереснейший объект. Его состав и температура отражаются на вышележащих слоях и атмосфере. Ядро — источник магнитного поля, благодаря которому возникла жизнь. Там же — ключ к тайне образования планет земной группы.
Недра Земли исследуют с помощью сейсмических волн и моделирования. Грубо говоря, планета состоит из верхней оболочки — коры, мантии и ядра.
О том, что ядро — железное, свидетельствует несколько фактов. У Земли собственное магнитное поле, словно диполь вставлен по оси вращения. Мантия не может генерировать такое поле, она слишком слабо проводит электрический ток. Согласно модели геодинамо на это способна только проводящая жидкость. Значит, часть ядра — жидкая. Железо — один из самых распространенных элементов в Солнечной системе. Это подтверждается его обилием в метеоритах.
Во внешней части ядра не проходят упругие S-волны, значит, она жидкая. Внутренняя часть ядра радиусом примерно 1221 километр слабо распространяет S-волны — соответственно, она либо твердая, либо в состоянии, симулирующем твердость. Граница двух слоев в ядре довольно четкая, как и между ядром и нижней мантией.
Считается, что ядро железное, с небольшими примесями никеля (на это указывает состав железных метеоритов), кремния, сульфидов и кислорода.
Некоторые особенности прохождения сейсмоволн говорят о том, что внутреннее твердое ядро вращается слегка быстрее, чем мантия и кора, примерно на 0,15 градуса в год.
Когда и как образовалось ядро Земли? Каково в нем соотношение химических элементов? Почему оно не однородное? Какая там температура? Где источник энергии? И главное, почему ядро вообще сформировалось внутри планеты? По каждому из этих и множеству других вопросов есть немало гипотез.
15 апреля 2019, 08:00Наука»Садиться туда — наверняка катастрофа». Чем опасна экспедиция на ВенеруКому из близнецов повезло
Венеру считают близнецом Земли — она лишь немного меньше по массе и размерам. Но нынешние условия на ее поверхности совершенно другие. У Земли есть собственное магнитное поле, атмосфера и биосфера.
У Венеры из этого списка — только ядовитая атмосфера с облаками из серной кислоты. Следов магнитного поля нет и в геологическом прошлом, хотя они могли и исчезнуть. Вероятно, все дело в происхождении близнецов.
Венера и Земля образовались в одной части газопылевой туманности, окружавшей Солнце. Зародыши планет увеличивались, притягивая к себе все больше материала. Когда масса стала критической, начались разогрев, плавление. Вещество разделялось на фракции: тяжелые элементы оседали внутри, легкие поднимались наверх.
Как полагают ученые из Германии, Японии и Франции, расслоение таких тел, как Земля, идет равномерно и стабильно, каждый слой — однородный. Чтобы ядро получилось двухслойное и неоднородное, где-то ближе к концу процесса планета должна была испытать очень сильный удар другого массивного тела. Часть вещества «пришельца» осталась в недрах Земли, часть была выбита на орбиту, где затем образовалась Луна. От удара внутренности планеты перемешались, и это привело к частичному плавлению ядра.22 марта 2018, 08:00НаукаПочему Луна не из чугуна? Ученые спорят о происхождении спутника ЗемлиА вот эволюция Венеры прошла гладко, без ЧП космического масштаба. Расслоение благополучно завершилось с образованием твердого железного ядра, неспособного генерировать магнитное поле.
Есть и другая гипотеза: спонтанная кристаллизация железного расплава. Однако для этого ему нужно остыть до тысячи Кельвинов, что невозможно.
Значит, зародыши кристаллизации проникли извне, сделали вывод ученые из США. Например, из нижней мантии. Это крупные куски железа размером десятки и сотни метров. Откуда им там взяться — большой вопрос.Один из ответов лежит на поверхности Земли в виде древних железистых кварцитов. Возможно, более трех миллиардов лет назад из этих пород сложилось дно океанов. Из-за движения плит оно погрузилось в мантию и оттуда — в ядро.
Создание магнитного щита
Соотношение радиоактивных изотопов свинца указывает на возраст ядра: порядка четырех с половиной миллиардов лет. Когда возникло магнитное поле, неизвестно. Его следы встречаются уже в самых древних горных породах Земли возрастом 3,5 миллиарда лет.
В соответствии с моделью геодинамо для магнитного поля Земли нужна проводящая жидкость, вращение которой сопровождается перемешиванием.
Проблема в том, что магнитное поле у быстро вращающихся жидкостей рано или поздно затухает. Судя по геологическим данным, на видимом нам отрезке времени интенсивность магнитного поля Земли не менялась. Должен быть какой-то постоянный мощный источник энергии.
На эту роль есть два кандидата. Температурная конвекция, возможная, если внутреннее ядро горячее внешнего, и композиционная конвекция, то есть перемещение элементов из одной части в другую. Это означает, что твердая часть ядра увеличивается. Но бояться полного застывания не стоит. На это понадобится не один миллиард лет.
29 января 2019, 08:00НаукаМагнитный полюс Земли стремится в Россию. Что это значит для нас?Магнитное поле Юпитера
Магнитное поле ЮпитераМагнитное поле
Юпитера
Юпитер имеет большой комплекс, и сильное магнитное поле, которое, как считается, возникает из-за электрические токи в быстро вращающемся металлическом водороде. В Земля имеет сильное магнитное поле, но магнитное поле Юпитера на вершинах его облака в 10 раз сильнее, чем у Земли. Далее, Юпитерианин магнитное поле имеет гораздо более высокую сложность, чем у Земли, с некоторыми аспекты полей Юпитера, не имеющие земного аналога.Интенсивность и сложность относительно магнитного поля Земли предположительно связана с некоторый путь к более быстрому вращению и большему металлическому внутреннему пространству Юпитера.
Характеристики магнитного поля
На следующем рисунке показывает силовые линии и некоторые другие особенности магнитного поля Юпитера.| Магнитное поле Юпитера (Ссылка) |
Поле имеет форму пончика (тороидального), содержащее гигантские версии Ремни Ван Аллена Земли которые захватывают заряженные частицы высоких энергий (в основном электроны и протоны).Из-за сил, связанных с быстрое вращение Юпитера и его магнитное поле, эти «пояса» сплющиваются в «плазменные листы» в случае Юпитера. Поле вращается примерно с 9 часами. период вращения планеты. Спутники Амальтея, Ио, Европа и Ганимед — все орбита через этот регион; они затронуты этим и, в свою очередь, влияют на магнитное поле и пояса заряженных частиц, как мы обсудим ниже. Например, поверхность Ио — это размывается столкновения с этими частицами при движении по своей орбите.
Плазменный тор , показанный на предыдущем рисунке, связан с орбита Ио. Как мы увидим, у Ио есть несколько активных вулканы на его поверхности. Они выбрасывают газ из частиц в пространство, которое становится ионизированным когда Ио движется по своей орбите, и эти частицы в конечном итоге диффундируют в остальная часть региона, окружающего Юпитер. Как мы обсудим ниже, это является основным источником заряженных частиц, захваченных в магнитную ловушку Юпитера. поле. Таким образом, Ио отвечает за многие заряженные частицы в Магнитное поле Юпитера, и оно разрушается столкновениями с магнитным полем Юпитера. частицы, вращающиеся вокруг Юпитера.
Магнитосфера Юпитера
Магнитосфера Юпитера (область пространство, в котором доминирует его магнитное поле, огромно. Он взаимодействует с солнечной ветер заряженных частиц от Солнца до 7 миллионов километров от Юпитер, образуя «носовую ударную волну», очень похожую на ту, что создается носом корабля в вода, которая отклоняет заряженные частицы солнечного ветра. Следующий рисунок иллюстрирует.| Магнитосфера Юпитера и взаимодействие с солнечным ветром (Ссылка) |
На магнитосферу сильно влияет солнечный ветер, пульсирующий по форме и размер.При сильном солнечном ветре он может уменьшиться до 1/3 своего максимального размера.
Полярные сияния Юпитера
На Юпитере наблюдались интенсивные полярные сияния. На следующем рисунке показано Изображения полярных сияний вблизи полюсов Юпитера с космического телескопа Хаббл.На Земле многие заряженные частицы, захваченные в нашем магнитном поле, происходят в солнечном ветре. Поскольку головная ударная волна магнитосферы Юпитера отклоняет солнечный ветер далеко от атмосферы Юпитера, заряженные частицы, ответственные за полярные сияния Юпитера, должны происходят из другого источника.Считается, что они происходят из самых сокровенных спутники, подобные Ио, которые вращаются в области сильного магнитного поля и захваченные заряженные частицы.
Магнитное поле Юпитера, обнаруженное космическим кораблем «Юнона»
Космический аппарат НАСА «Юнона» в настоящее время картирует магнитное поле Юпитера с беспрецедентной детализацией. Поскольку поле возникает внутри планеты, оно может дать представление о том, что происходит под впечатляющими клубящимися облаками в поверхностных слоях планеты.В статье Nature , Moore et al. 1 проанализируйте данные, полученные с «Юноны», и обнаружите, что магнитное поле Юпитера существенно различается в северном и южном полушариях планеты. Авторы рассматривают то, что может происходить внутри планеты, чтобы объяснить эту асимметрию.
«Юнона» достигла Юпитера 4 июля 2016 года и собирает данные, которые меняют наше понимание глубинных недр планеты. Раньше у нас был только общий обзор магнитного поля Юпитера 2 .Юнона сделала изображение более резким, что позволило построить обновленную модель поля 3 . Эти успехи стали возможны благодаря близкому приближению Юноны к Юпитеру — космический корабль пролетает всего около 4000 километров над поверхностью Юпитера, погружаясь в гравитационное поле планеты каждые 53 дня 4 .
У Юпитера самое сильное планетное магнитное поле в Солнечной системе. По иронии судьбы, это поле — самая большая угроза для миссии Juno.Частицы высокой энергии от Солнца задерживаются в поле, создавая опасность, которая опасна для электроники, от которой зависит миссия. К счастью, Juno был разработан с защитой от этого и до сих пор сохранился.
Магнитное поле Юпитера поддерживается электрическими токами, протекающими внутри планеты. Юпитер состоит в основном из водорода и гелия, поэтому довольно удивительно, что он вообще может проводить электричество. Однако чрезвычайно высокое давление и плотность на планете позволяют водороду перейти в состояние, известное как металлический водород 5 .Металлический водород имеет электрическую проводимость, аналогичную проводимости металлов, что позволяет протекать электрическим токам.
Гигантским планетам требуются миллиарды лет, чтобы остыть после их образования. Следовательно, из недр Юпитера выходит столько тепла, сколько планета получает от Солнца. Это тепло переносится конвекционными потоками, которые перемешивают интерьер и создают клубящиеся облака и штормы, такие как Большое красное пятно, которые так красиво запечатлены камерами Juno.Связанные с конвекцией потоки жидкости во внутреннем пространстве медленнее, чем поверхностные ветры, но они достаточно сильны, чтобы генерировать магнитное поле Юпитера с помощью процесса, называемого динамо-действием 6 , 7 .
Магнитное поле Земли также создается конвекционными потоками внутри планеты, но именно жидкое железное ядро планеты позволяет электрическим токам течь. Поля Юпитера и Земли в основном диполярны — радиальная составляющая поля в основном положительна в северном полушарии и в основном отрицательна в южном полушарии, как если бы планета содержала стержневой магнит (рис.1а). Мур и его коллеги сообщают, что недиполярная часть поля Юпитера почти полностью ограничена северным полушарием (рис. 1b). Это резко контрастирует с полем Земли, у которого недиполярная часть равномерно распределена между двумя полушариями.
Рисунок 1 | Карты магнитного поля Юпитера. a , В северном полушарии Юпитера радиальная составляющая магнитного поля планеты направлена в основном в положительном (внешнем) направлении (желто-красные оттенки).Напротив, в южном полушарии радиальная составляющая указывает преимущественно в отрицательном (внутрь) направлении (зелено-синие оттенки). Такая конфигурация называется диполем. Цветовая шкала отображает силу радиального магнитного поля в миллитеслах. b , Мур и др. . 1 сообщают, что недиполярная часть радиального магнитного поля Юпитера почти полностью сосредоточена в северном полушарии — в отличие от всех других известных планетных магнитных полей.Карты a и b иллюстрируют магнитное поле на расстоянии 90% радиуса Юпитера от центра планеты, при условии, что значительные электрические токи на планете все находятся на расстояниях ближе к центру. (Адаптировано из Рис. 1e и Рис. 3a ссылки 1.)
Мур и др. предлагает несколько возможных объяснений морфологии магнитного поля Юпитера. Одно из объяснений касается ядра Юпитера, природа которого до сих пор остается загадкой.Некоторые модели планеты предполагают компактное ядро с массой примерно в пять раз больше массы Земли 8 . Но возможно и более крупное разбавленное ядро 9 , которое может повлиять на генерацию поля.
Другое объяснение состоит в том, что глубоко внутри Юпитера есть один или несколько стабильных слоев жидкости. Считается, что Сатурн имеет стабильный слой внутри, что может объяснить, почему его магнитное поле почти полностью симметрично относительно оси вращения планеты 10 — сильно отличается от полей Юпитера и Земли.На Юпитере эти стабильные слои могут быть областями, в которых меняется состав жидкости, разделяя внутреннюю часть планеты на зоны. Если переходные области содержат градиент концентрации гелия, они могут быть тяжелыми на дне, изменяя поток жидкости внутри планеты и, следовательно, магнитное поле.
Чтобы исследовать, как генерируются планетарные магнитные поля, теперь можно решить фундаментальные уравнения, которые управляют потоками жидкости и магнитными полями внутри планет.Основные принципы действия динамо были заложены столетие назад 11 , но решение уравнений жидкость-динамо оказалось трудным. Компьютеры могли выполнять вычисления, необходимые для моделирования динамо Земли, только с 1995 года. 12 . Тем не менее, был достигнут большой прогресс, и вычислительные модели динамо теперь могут отражать многие характеристики магнитного поля Земли 13 .
За последние пять лет эти модели были адаптированы для работы с большими вариациями плотности между внутренним пространством и атмосферой Юпитера 6 , 7 , и теперь их можно сравнить с полем, выведенным Муром и коллеги по работе.Однако модели динамо зависят от внутренней структуры планеты, которая, в свою очередь, зависит от термодинамических свойств планеты, профиля электропроводности и состава. Хотя эти вопросы были тщательно изучены, некоторая неопределенность остается. Были разработаны модели полей, которые являются дипольными, но в целом симметричными относительно экватора 6 , как и модели полей, которые являются асимметричными, но не дипольными 14 . Поэтому задача состоит в том, чтобы сформулировать модели полей, которые являются как асимметричными, так и диполярными.
Предложенные Муром и его коллегами объяснения морфологии поля Юпитера теперь могут быть протестированы моделистами динамо-машин, чтобы выяснить, действительно ли эти объяснения совместимы с наблюдениями Юноны. Впереди захватывающие времена для изучения недр планет-гигантов, поскольку разработчики моделей переваривают информацию, поступающую от Юноны, и начинают работать над более четкой картиной внутренней части Юпитера.
Магнитосфера Юпитера взорвет ваш разум, убивая ваш космический корабль
Юпитер — огромная планета, но его магнитосфера невероятно массивна.Его ширина составляет в среднем около 5 миллионов километров (3 миллиона миль), в 150 раз шире самого Юпитера и почти в 15 раз шире Солнца, что делает его одной из крупнейших структур Солнечной системы.
«Если бы вы посмотрели в ночное небо и увидели очертания магнитосферы Юпитера, она была бы размером с Луну в нашем небе», — сказал Джек Коннерни, заместитель главного исследователя и глава миссии «Юнона». команда магнитометров. «Это очень крупный объект в нашей Солнечной системе, и жаль, что мы его не видим.”
Но космический корабль «Юнона» вот-вот изменит наше понимание магнитосферы Юпитера и позволит ученым впервые «увидеть» магнитное поле Юпитера.
И сегодня НАСА объявило, что Юнона вошла в магнитное поле Юпитера. Послушайте видео ниже, как космический корабль собирал данные, когда он пересекал носовую ударную волну:
Магнитосфера — это область космоса вокруг планеты, которая контролируется магнитным полем планеты. Чем сильнее магнитное поле, тем больше магнитосфера.По оценкам, магнитное поле Юпитера примерно в 20 000 раз сильнее, чем у Земли.
Юпитер имеет впечатляющее полярное сияние, такое как на этом снимке, полученном космическим телескопом Хаббла. Полярные сияния образуются, когда заряженные частицы в пространстве, окружающем планету, ускоряются до высоких энергий вдоль магнитного поля планеты. Авторы и права: НАСА, ЕКА и Дж. Николс (Университет Лестера)Магнитные поля создаются так называемыми динамо-машинами — электрическим током, создаваемым конвекционным движением внутренней части планеты.Магнитное поле Земли создается ее вращающимся ядром из расплавленного железа и никеля. Но что создает динамо-машину Юпитера? Он похож на земной или может быть совсем другим? Юпитер состоит преимущественно из водорода и гелия, и в настоящее время неизвестно, есть ли в центре планеты скалистое ядро.
«Что касается Юпитера, мы не знаем, какой материал создает магнитное поле планеты», — сказал Джаред Эспли, научный сотрудник программы Juno в штаб-квартире НАСА. «Какой материал присутствует и насколько глубоко он заложен — это один из вопросов, которые разрабатывала Juno. отвечать.”
УJuno есть пара магнитометров, чтобы в основном заглядывать внутрь планеты. Магнитометры позволят ученым с высокой точностью наносить на карту магнитное поле Юпитера и наблюдать изменения поля во времени. Инструменты смогут показать, как магнитное поле генерируется действием динамо-машины глубоко внутри планеты, давая первое представление о том, как выглядит магнитное поле с поверхности динамо-машины, где оно создается.
«Лучше всего думать о магнитометре как о компасе», — сказал Коннерни.«Компасы фиксируют направление магнитного поля. Но магнитометры расширяют эту возможность и регистрируют как направление, так и величину магнитного поля ».
Но Юпитер представляет много проблем, поскольку он хорош для инструментов. В магнитосфере находятся заряженные частицы Солнца, которые образуют вокруг планеты интенсивные радиационные пояса. Эти пояса похожи на земные пояса Ван Аллена, но во много миллионов раз прочнее.
Чтобы защитить космический корабль и электронику приборов, у Juno есть радиационное хранилище размером с багажник автомобиля, сделанное из титана, которое ограничивает радиационное воздействие на блок управления и обработки данных Juno (мозг космического корабля), блок питания и распределения данных (его сердце) и около 20 других электронных сборок.Но сами инструменты должны находиться за пределами хранилища, чтобы проводить наблюдения.
Рабочие устанавливают специальный радиационный бокс для космического корабля НАСА Juno на двигательный модуль. Изображение предоставлено: NASA / JPL-Caltech / LMSS
Датчики магнитометра находятся на штанге, прикрепленной к одной из солнечных батарей, на расстоянии около 40 футов (12 метров) от корпуса космического корабля. Это помогает гарантировать, что остальная часть космического корабля не мешает работе магнитометра.
Но есть и другие способы помочь ограничить количество радиационного облучения, по крайней мере, в первой части миссии.
Ученые разработали путь, ведущий Юнону вокруг полюсов Юпитера, чтобы космический корабль проводил как можно меньше времени в этих пылающих радиационных поясах вокруг экватора Юпитера. Инженеры также использовали конструкции для электроники, уже одобренные для марсианской радиационной среды, которая жестче, чем на Земле, но не такая суровая, как на Юпитере.
Эта эллиптическая орбита — между радиационным поясом и планетой — также помещает космический корабль очень близко к Юпитеру, примерно на 5000 км над вершинами облаков, что позволяет рассмотреть эту удивительную планету крупным планом.
«Это наша первая возможность сделать очень точное и высокоточное картирование магнитного поля другой планеты», — сказал Коннерни. «Мы собираемся исследовать все трехмерное пространство вокруг Юпитера, окутывая Юпитер плотной сетью наблюдений магнитного поля, полностью покрывающей сферу».
Изучая магнитосферу Юпитера, ученые получат лучшее понимание того, как создается магнитное поле Юпитера. Они также надеются измерить скорость вращения Юпитера, определить, есть ли у планеты твердое ядро, и узнать больше о формировании Юпитера.
«Всегда невероятно быть первым в мире, кто что-то видит, — сказал Коннерни, — и мы стоим первыми, кто взглянет на динамо-машину и впервые увидит ее ясно».
Дополнительная литература: страница миссии Juno, статья НАСА о магнитометре Juno.
Как это:
Нравится Загрузка …
Странное магнитное поле Юпитера становится еще более странным
Космический аппарат НАСА Juno нанес на карту сильное магнитное поле на Юпитере, обнаружив удивительную асимметрию между северным и южным полушариями, которая может пролить свет на то, что происходит внутри газового гиганта.
Юпитер обладает самым мощным магнитным полем из всех планет в нашей солнечной системе, создавая поле, примерно в 20 000 раз сильнее, чем у Земли. Джуно выдержала это магнитное поле во время близких приближений зонда к планете с момента прибытия в июле 2016 года; он проходит около 2500 миль (4000 километров) над планетой каждые 53 дня по вытянутым орбитам.
Новая статья, опубликованная в среду (5 сентября) в журнале Nature, объединяет измерения Юноны, чтобы создать наиболее подробную карту магнитного поля Юпитера на разных глубинах, создавая сложную картину.[«Совершенно неверно» на Юпитере: что ученые почерпнули из миссии НАСА «Джуно»]
Иллюстрация стандартного магнитного поля на Юпитере — с линиями магнитного поля, тянущимися от северного полюса до южного полюса. Новые измерения с космического корабля НАСА Juno показывают, что поле намного сложнее, чем это. (Изображение предоставлено NASA / JPL / SWRI)«Мы обнаружили, что магнитное поле Юпитера отличается от всех других известных планетных магнитных полей», — написали в статье авторы во главе с Кимберли Мур из Гарвардского университета.Как и у Земли, магнитное поле Юпитера имеет первичный северный и южный полюсы, близкие к фактическим полюсам планеты при ее вращении. Но в то время как южный полюс газового гиганта относительно упорядочен, на северном полюсе планеты есть одна узкая магнитная горячая точка среди более хаотичных участков магнитного поля, где положительные и отрицательные участки не имеют конкретных аналогов. И у планеты есть еще один большой магнитный «южный полюс» недалеко от экватора. Исследователи называют это экваториальное пятно «большим синим пятном» в своей статье, в отличие от закрученного урагана Великого Красного Пятна на планете.(Синий часто используется на диаграммах для обозначения отрицательной части магнитного поля.)
Согласно колонке News and Views, сопровождающей статью, магнитное поле Юпитера, вероятно, создается закрученной массой водорода глубоко внутри планеты. Раздавленный под невероятным давлением, этот материал становится металлической жидкостью, которая может проводить электричество и генерировать магнитное поле при перемешивании. Тепло внутри планеты, оставшееся от образования Юпитера в начале истории Солнечной системы, создает конвекционные потоки, которые заставляют жидкость двигаться, не говоря уже о газах наверху, что приводит к бурлящим облакам и бурям на планете.
Конвекция в железном ядре Земли также генерирует магнитное поле нашей планеты, но поле Земли гораздо более прямолинейно: в основном положительное на одном полюсе, в основном отрицательное на другом, без какой-либо определенной закономерности для частей, которые расходятся от него.
Новые данные космического корабля НАСА «Юнона» на Юпитере показывают более хаотичное магнитное поле вокруг газового гиганта, чем ожидалось, включая «голубое пятно» магнитного юга около экватора планеты. (Изображение предоставлено: Bloxham, Jeremy; Moore, Kimberly (2018) / Figshare (CC BY 4.0))Это странное магнитное поле на Юпитере — намек на то, что происходит внутри планеты. Исследователи предполагают, что ядро Юпитера может быть больше и более разреженным, чем считалось ранее, или стабильные слои жидкости внутри Юпитера могут разделять части внутренней части планеты, изменяя поток, согласно истории News and Views. Состояние поля планеты может даже — хотя исследователи в статье предполагают, что это маловероятно — обозначить середину процесса инверсии магнитного поля.
Моделируя различные возможные сценарии на Юпитере и создаваемые ими магнитные поля, по словам исследователей, исследователи могут искать совпадения с реальным магнитным полем планеты, чтобы понять, что происходит.
Напишите Саре Левин по адресу [email protected] или подпишитесь на ее @SarahExplains. Следуйте за нами @Spacedotcom, Facebook и Google+. Оригинальная статья на Space.com.
Juno настраивается на радиошум, вызванный вулканической луной Юпитера Ио
Разноцветные линии на этом концептуальном изображении представляют линии магнитного поля, которые связывают орбиту Ио с атмосферой Юпитера.Радиоволны исходят от источника и распространяются вдоль стенок полого конуса (серая область). Юнона, орбита которой представлена белой линией, пересекающей конус, получает сигнал, когда вращение Юпитера охватывает этот конус над космическим кораблем. Предоставлено: НАСА / GSFC / Джей Фридлендер.Инструмент Juno Waves «слушал» радиоизлучение огромного магнитного поля Юпитера, чтобы определить их точное местоположение.
Прислушиваясь к дождю из электронов, текущих на Юпитер с его интенсивно вулканической луны Ио, исследователи с помощью космического корабля НАСА «Юнона» обнаружили, что вызывает мощное радиоизлучение в гигантском магнитном поле планеты-монстра.Новый результат проливает свет на поведение огромных магнитных полей, создаваемых планетами-гигантами, такими как Юпитер.
Юпитер обладает самым большим и самым мощным магнитным полем из всех планет в нашей солнечной системе, с силой в своем источнике примерно в 20 000 раз сильнее, чем у Земли. Он подвергается воздействию солнечного ветра, потока электрически заряженных частиц и магнитных полей, постоянно исходящих от Солнца. В зависимости от того, насколько сильно дует солнечный ветер, магнитное поле Юпитера может распространяться на два миллиона миль (3.2 миллиона километров) по направлению к Солнцу и простираются более чем на 600 миллионов миль (более 965 миллионов километров) от Солнца до орбиты Сатурна.
У Юпитера есть несколько больших спутников, которые вращаются вокруг его массивного магнитного поля, и Ио является ближайшим из них. Ио вовлечена в гравитационное перетягивание каната между Юпитером и двумя соседними из этих других больших спутников, которое генерирует внутреннее тепло, которое вызывает сотни вулканических извержений на его поверхности.
Juno настраивается на одну из своих любимых радиостанций.Послушайте декаметровое радиоизлучение, вызванное взаимодействием Ио с магнитным полем Юпитера. Инструмент Waves на Juno обнаруживает радиосигналы всякий раз, когда траектория Juno пересекает луч, который имеет форму конуса. Этот рисунок луча похож на фонарик, который излучает только кольцо света, а не полный луч. Затем ученые Juno переводят обнаруженное радиоизлучение на частоту в пределах слышимого человеческим ухом диапазона. Предоставлено: Университет Айовы / SwRI / NASA
Эти вулканы в совокупности выбрасывают одну тонну материала (газов и частиц) в секунду в космос около Юпитера.Часть этого материала распадается на электрически заряженные ионы и электроны и быстро захватывается магнитным полем Юпитера. Когда магнитное поле Юпитера проходит мимо Ио, электроны с Луны ускоряются вдоль магнитного поля к полюсам Юпитера. По пути эти электроны генерируют «декаметровые» радиоволны (так называемые декаметровые радиоизлучения, или DAM). Инструмент Juno Waves может «слушать» это радиоизлучение, которое генерируют летящие электроны.
Исследователи использовали данные Juno Waves, чтобы определить точные места в огромном магнитном поле Юпитера, где происходили эти радиоизлучения.Это места, где условия как раз подходят для генерации радиоволн; У них есть правильная сила магнитного поля и правильная плотность электронов (не слишком много и не слишком мало), согласно команде.
Это обработанное изображение Ио, сделанное New Horizons, показывает шлейф вулкана Тваштар высотой 290 километров (180 миль) недалеко от северного полюса Ио. Также виден гораздо меньший шлейф вулкана Прометей в направлении 9 часов. Вершина плюма вулкана Масуби выглядит как яркое пятно неправильной формы рядом с его дном.Предоставлено: НАСА / JHUAPL / SwRI.«Вероятно, радиоизлучение постоянно, но Юнона должна быть в правильном месте, чтобы слушать», — сказала Ясмина Мартос из Центра космических полетов имени Годдарда НАСА в Гринбелте, штат Мэриленд, и Университета Мэриленда в Колледж-Парке.
Радиоволны исходят от источника вдоль стенок полого конуса, выровненного и контролируемого силой и формой магнитного поля Юпитера.Юнона получает сигнал только тогда, когда вращение Юпитера охватывает этот конус над космическим кораблем, точно так же, как маяк ненадолго освещает корабль в море. Мартос — ведущий автор статьи об этом исследовании, опубликованной в июне 2020 года в журнале Journal of Geophysical Research: Planets .
Данные Juno позволили команде подсчитать, что энергия электронов, генерирующих радиоволны, была намного выше, чем предполагалось ранее, в 23 раза больше. Кроме того, электроны не обязательно должны исходить от вулканической луны.Например, по словам ученых, они могут находиться в магнитном поле планеты (магнитосфере) или исходить от Солнца как часть солнечного ветра.
Ученые раскрыли 40-летнюю тайну рентгеновского сияния Юпитера
Дополнительная информация: Ясмина М.Мартос и др., Джуно раскрывает новые взгляды на радиоизлучение в декаметровом диапазоне, связанное с Ио, журнал Journal of Geophysical Research: Planets (2020). DOI: 10.1029 / 2020JE006415
Ссылка : Юнона настраивается на радиошум, вызванный вулканической луной Юпитера Ио (2021, 16 июля) получено 1 сентября 2021 г. с https: // физ.org / news / 2021-07-juno-tunes-radio-noise-triggered.html
Этот документ защищен авторским правом. За исключением честных сделок с целью частного изучения или исследования, никакие часть может быть воспроизведена без письменного разрешения. Контент предоставляется только в информационных целях.
Магнитное поле Юпитера очень странное и имеет два южных полюса | Умные новости
Некоторое время исследователи знали, что Юпитер обладает огромным магнитным полем, которое затмевает наше собственное.Большинство предполагало, что поле было похоже на поле Земли с магнитными силовыми линиями, выходящими из одного полюса планеты и повторно входящими в другой полюс, создавая северный и южный полюса, похожие на стержневой магнит.
Месторождение газового гиганта на самом деле совсем другое, как показывает новое исследование, опубликованное в журнале Nature. Крис Джонс из Nature News & Comment сообщает, что недавний анализ данных, собранных космическим зондом Juno, который вращается вокруг планеты с 2016 года, предполагает, что внутренняя структура планеты сложнее, чем мы думали, сообщает
.Juno ныряет в гравитационное поле Юпитера каждые 53 дня, используя феррозондовые магнитометры для отображения магнитного поля.Камилла М. Карлайл из Sky & Telescope сообщает, что исследователи использовали данные восьми из этих пролетов, чтобы построить карту поля планеты, выявив северный и южный полюса, которые радикально отличаются друг от друга.
При картировании магнитных полей исследователи часто окрашивают линии, выходящие из планеты, в красный цвет, а линии, где они снова входят, в синий. В случае с Землей красные линии появятся на северном магнитном полюсе, закрутятся вокруг планеты, снова войдут в нее и станут синими на южном полюсе.Чарльз К. Чой из Popular Science объясняет, что поле Юпитера не такое уж чистое.
Есть полоса красного цвета около северного полюса, где выходят силовые линии, но есть две синие области, одна около экватора, которую исследователи назвали «Большое синее пятно», где они снова входят, а также другая синяя область около юга. полюс, по сути, давая ему два южных полюса. Большая часть магнитного поля, по-видимому, также сосредоточена в северном полушарии, а не равномерно распределена между полюсами.
«Это непонятная загадка», — говорит Кимберли Мур, планетолог из Гарвардского университета и первый автор исследования Райану Ф. Мандельбауму в Gizmodo. «Почему это так сложно в северном полушарии, но так просто в южном полушарии?»
Причудливое поле, вероятно, во многом связано с загадочными внутренностями газового гиганта и дает исследователям новые ключи к разгадке того, что происходит внутри.
«Теперь у нас есть крупный план магнитного поля Юпитера, почти такой же хороший, как наши знания о поле Земли, на разработку которых потребовались сотни лет», — Крис Джонс, планетолог из Университета Лидса, который был — не участвует в исследовании, — говорит Чой.«Это дает нам возможность понять, что на самом деле происходит глубоко внутри планеты, отличной от Земли».
На данный момент лучшая научная теория формирования магнитных полей называется динамо-эффектом. Идея состоит в том, что электропроводящая жидкость — в случае Земли, представляющая собой жидкое железо — проходит через слабое магнитное поле, генерируя электрический ток. Этот ток создает более сильное магнитное поле, которое также создает ток от движения жидкости. Эти магнитные поля достаточно велики, чтобы окружать планету.
Форма магнитного поля Юпитера может прояснить, как этот процесс работает на большой планете. Джонс из Nature сообщает, что есть несколько идей о том, что находится под Юпитером. Одна из гипотез состоит в том, что его ядро представляет собой твердый компактный кусок, в пять раз превышающий массу Земли. Другая идея состоит в том, что у него более разреженное ядро, состоящее из нескольких стабильных слоев электропроводящей жидкости. Магнитное поле предполагает, что последнее может иметь место или что некогда твердое ядро растворилось и смешалось с внутренними частями планеты.В этих слоях состав жидкости может быть в потоке, изменяя способ протекания жидкости внутри сердечника, что, в свою очередь, изменяет магнитное поле.
Есть и другие факторы, которые также могут объяснить это странное поле. «Так же, как на Земле идет водяной дождь, на Юпитере может быть гелиевый дождь внутри планеты, и это может изменить магнитное поле», — говорит Чой ведущий автор Мур. «Ветры Юпитера также могут доходить до глубин, где есть достаточная электрическая проводимость, чтобы повлиять на поле.”
Будем надеяться, что по мере того как Юнона продолжает облетать планету, больше данных поможет нам выяснить странный магнетизм Юпитера.
Juno обнаруживает новое полярное сияние на Юпитере | Space
НАСА заявило: «На этом снимке телескопа Хаббл завеса светящегося газа обернута вокруг северного полюса Юпитера, как лассо. Эта световая завеса, называемая полярным сиянием, возникает, когда высокоэнергетические электроны движутся вдоль магнитного поля планеты в верхние слои атмосферы, где они возбуждают атмосферные газы, заставляя их светиться.Полярное сияние напоминает то же явление, которое венчает полярные регионы Земли ». Изображение предоставлено NASA / ESA / John Clarke (Мичиганский университет) / SwRI.Ученые из Юго-Западного исследовательского института (SwRI), базирующегося в Сан-Антонио, штат Техас, заявили 29 марта 2021 года, что они успешно использовали космический корабль «Юнона» для обнаружения невиданных ранее особенностей, связанных с полярным сиянием Юпитера. Они позвонили им:
… тусклые кольцеобразные особенности северного сияния… быстро расширяющиеся с течением времени.
Расширяющиеся кольца имеют диаметр около 1200 миль (2000 км) и устремляются наружу со скоростью примерно 3 мили (5 км) в секунду.
Ультрафиолетовые изображения, показанные здесь в условных цветах, запечатлели быстро расширяющиеся кольца полярных сияний на Юпитере. Изображение предоставлено NASA / JPL-Caltech / SwRI / V. Hue / G.R. Gladstone.Эти кольца, яркие в ультрафиолетовом свете, по-видимому, имеют другое происхождение от других полярных сияний на Юпитере, которые генерируются внутренними процессами, то есть движением заряженных частиц в массивной магнитосфере Юпитера. В заявлении этих ученых поясняется:
И Юпитер, и Земля обладают магнитными полями, обеспечивающими защиту от солнечного ветра.Чем сильнее магнитное поле, тем больше магнитосфера. Магнитное поле Юпитера в 20 000 раз сильнее, чем у Земли, и создает магнитосферу настолько большой, что начинает отклонять солнечный ветер на 2-4 миллиона миль, прежде чем достигнет Юпитера.
Ультрафиолетовый спектрограф на Юноне зафиксировал недавно обнаруженные особенности полярного сияния, которые, в отличие от остальных полярных сияний Юпитера, как полагают, происходят около края магнитосферы планеты, где магнитосфера сталкивается с солнечным ветром, потоком солнечного ветра. заряженные частицы от солнца.Винсент Хью из SwRI провел исследование, которое было опубликовано 9 марта 2021 года в рецензируемом журнале Journal of Geophysical Research . Hue сказал:
Ультрафиолетовый спектрограф Juno сделал снимки слабых полярных сияний, вероятно, вызванных заряженными частицами, приходящими с края массивной магнитосферы Юпитера. Серии изображений в искусственных цветах разделены на 30 секунд (красные панели) и отображают кольцевые излучения, которые быстро расширяются с течением времени. Изображение предоставлено NASA / JPL-Caltech / SwRI.Мы думаем, что эти недавно обнаруженные слабые ультрафиолетовые объекты происходят в миллионах миль от Юпитера, недалеко от границы юпитерианской магнитосферы с солнечным ветром. Солнечный ветер — это сверхзвуковой поток заряженных частиц, испускаемых Солнцем. Когда они достигают Юпитера, они взаимодействуют с его магнитосферой способом, который до сих пор не совсем понятен.
Как могли возникнуть эти новые полярные сияния — эти быстро расширяющиеся эмиссионные кольца? Эти ученые сказали, что:
… во внешней части юпитерианской магнитосферы, около ее границы с солнечным ветром, плазма солнечного ветра часто взаимодействует с юпитерианской плазмой таким образом, который, как считается, формирует так называемые нестабильности Кельвина-Гельмгольца.Эти явления возникают при наличии скоростей сдвига, например, на границе раздела двух жидкостей, движущихся с разными скоростями.
Другой возможный связанный с Солнцем механизм создания этих эмиссионных колец — это событие в магнитосфере Юпитера, называемое магнитным пересоединением. Возможно, вы слышали о магнитном пересоединении, происходящем на Солнце, когда линии магнитного поля скручиваются или пересекаются, создавая новые связи, в то время как отключенная плазма затем освобождается и может вылететь наружу в виде большой вспышки или выброса, которые в конечном итоге могут взаимодействовать с Землей и вызывать полярные сияния. .Как и в случае с Землей, когда солнечный ветер достигает Юпитера, магнитное поле Юпитера может затем соединяться с солнечным ветром, перестраиваясь и повторно соединяясь, чтобы вызвать полярные сияния. Этот тип события называется дневным магнитным пересоединением .
Считается, что оба процесса — возможные нестабильности Кельвина-Гельмгольца и возможные события дневного магнитного пересоединения — способны генерировать пучки частиц, которые могут перемещаться вдоль силовых линий юпитерианского магнитного поля, в конечном итоге вызывая кольцевые сияния на Юпитере.
Hue прокомментировал:
Посмотреть на фотографиях сообщества EarthSky. | Неустойчивости Кельвина-Гельмгольца можно увидеть на Земле в облаках Кельвина-Гельмгольца, которые выглядят как ряд больших вьющихся волн на море. Мишель Бергер из Сандпойнта, штат Айдахо, сделала эту фотографию облаков Кельвина-Гельмгольца 27 декабря 2020 года.Она написала: «Однажды вечером в декабре, через два дня после Рождества, мы ехали домой и увидели это прекрасное изображение в небе к востоку от нашего пути домой». Спасибо, Мишель!Хотя это исследование не делает вывод о том, какие процессы вызывают эти особенности, расширенная миссия Juno позволит нам захватить и изучить больше этих слабых переходных событий.
На этом рисунке показан авроральный овал на Юпитере в ультрафиолетовом диапазоне длин волн. Изображение предоставлено NASA / JPL-Caltech / SwRI.
Итог: космический корабль НАСА «Юнона», находящийся на орбите вокруг Юпитера, сделал ультрафиолетовые изображения планеты-гиганта и обнаружил быстро расширяющееся кольцо полярных сияний на самых краях магнитосферы Юпитера.
Источник: Обнаружение и характеристика кругового расширяющегося УФ-излучения, наблюдаемого в полярных авроральных областях Юпитера
через SwRI
Келли Кизер Уитт
Просмотр статейОб авторе:
Келли Кизер Уитт — научный писатель, специализирующийся на астрономии более двух десятилетий.Она начала свою карьеру в журнале Astronomy Magazine, и она регулярно вносила вклад в AstronomyToday и Sierra Club, среди других изданий. В 2012 году была опубликована ее детская книжка с картинками «Прогноз солнечной системы». Она также написала роман-антиутопию для молодых взрослых под названием «Другое небо». Когда она не читает и не пишет об астрономии и не смотрит на звезды, ей нравится путешествовать по национальным паркам, разгадывать кроссворды, бегать, играть в теннис и паддлбординг. Келли живет со своей семьей в Висконсине.
.