Аппарат NASA Juno зафиксировал, как Юпитер справляется с потоком заряженных частиц от Солнца. У планеты оказалась более сложная защита, чем у Земли: плазменные волны сразу нескольких частот и дополнительные ударные области тормозят частицы ещё до основной границы.
Головная ударная волна — граница, где солнечный ветер сталкивается с магнитным полем планеты. У Земли она принимает основной удар на себя. У Юпитера, по данным Juno, перед ней работают шоклеты — небольшие ударные структуры, которые снижают скорость потока заранее.
Волны, которые замедляют и нагревают частицы, у Земли сосредоточены в основном вокруг одной частоты. У Юпитера физики из Университета Айовы зафиксировали несколько частот — гармоник. Чем больше частот, тем больше энергии передаётся частицам и тем сильнее они тормозятся.
«Юпитер нашёл свой способ справляться с солнечным ветром — через более сильные плазменные волны с более богатой гармонической структурой», — говорит автор исследования Джаясри Джозеф. Несколько частот одновременно нагревают больше частиц и сильнее замедляют поток.
Земле дополнительные рубежи не нужны: давление солнечного ветра у нашей планеты слабее, и одной основной ударной волны достаточно. У Юпитера мощное магнитное поле и большой размер делают условия жёстче.
Измерения получены в декабре 2024 года прибором Waves, который построили в Университете Айовы. Juno работает на орбите Юпитера с июля 2016 года, но прежние аппараты у внешних планет не давали данных, чтобы разобрать структуру таких волн. Результаты опубликованы в Nature Communications.
Для астрофизики Юпитер — природная лаборатория: процессы в плазме возле него похожи на те, что происходят в ударных волнах остатков сверхновых. Там напрямую измерить превращение энергии потока в тепло и ускоренные частицы нельзя.
