Azərbaycanca AzərbaycancaБеларускі БеларускіDansk DanskDeutsch DeutschEspañola EspañolaFrançais FrançaisIndonesia IndonesiaItaliana Italiana日本語 日本語Қазақ ҚазақLietuvos LietuvosNederlands NederlandsPortuguês PortuguêsРусский Русскийසිංහල සිංහලแบบไทย แบบไทยTürkçe TürkçeУкраїнська Українська中國人 中國人United State United StateAfrikaans Afrikaans
Підтримка
www.wikidata.uk-ua.nina.az

Магнітосфе ра Юпі тера порожнина створена в сонячному вітрі планетарним магнітним полем Юпітера де відбуваються різноман

Магнітосфера Юпітера

Магнітосфера Юпітера

Магнітосфе́ра Юпі́тера — порожнина, створена в сонячному вітрі планетарним магнітним полем Юпітера, де відбуваються різноманітні процеси взаємодії сонячного вітру, міжпланетного магнітного поля, власного магнітного поля Юпітера та плазми, що його оточує. Вона простягається на понад 7 мільйонів кілометрів у напрямку до Сонця і майже до орбіти Сатурна у протилежному напрямку. Магнітосфера Юпітера є найбільшою і найпотужнішою серед усіх планетарних магнітосфер Сонячної системи, а за об'ємом є найбільшою неперервною структурою в Сонячній системі після геліосфери. Ширша та більш плоска, ніж магнітосфера Землі, юпітеріанська на кілька порядків величини потужніша, а її магнітний момент приблизно у 18 000 разів більший. Існування магнітосфери Юпітера було виявлено в ході радіоспостережень наприкінці 1950-х років, вперше безпосередньо спостерігалася кораблем «Піонер-10» 1973 року.

Магнітосфера Юпітера
image
Відкриття
Першовідкривач Піонер-10
Дата відкриття Грудень 1973
Радіус Юпітера 71 492 км
Магнітний момент 1,56× 1020 Tл·м³
Екваторіальна напруженість поля 428 мкТл (4,28 Гс)
Нахил диполя ~10°
Довгота осі диполя ~159°
Період обертання 9 год 55 хв 29,7 ± 0,1 с
Характеристики сонячного вітру
Швидкість 400 км/с
Напруженість [en] 1 нТл
Густина 0,4 см−3
Характеристики магнітосфери
Дистанція головної ударної хвилі ~82 RJ
Дистанція магнітопаузи 50—100 RJ
Довжина хвоста магнітосфери понад 7000 RJ
Головні іони O+, S+ і H+
Джерела плазми Іо, сонячний вітер, іоносфера
Швидкість притоку маси ~1000 кг/с
Максимальна щільність плазми 2000 см−3
Максимальна енергія частинок Понад 100 МеВ
Спектр радіовипромінювання, ближнє ІЧ, УФ і рентгенівське
Загальна потужність 100 ТВт
Частоти радіовипромінювання 0,01-40 МГц

Внутрішнє магнітне поле Юпітера генерується електричним струмом, що тече у зовнішньому ядрі планети, яке складається з металічного водню. Вулканічні виверження на супутнику Юпітера Іо викидають велику кількість оксиду сірки в космос, формуючи великий газовий тор навколо планети. Сили магнітного поля Юпітера змушують тор обертатися з тією ж кутовою швидкістю і в тому ж напрямку що і планета. Тор поповнює магнітне поле планети плазмою, яка в процесі обертання розтягується в бліноподібну структуру, відому як магнітний диск. По суті, магнітосфера Юпітера формується плазмою Іо та її власним обертанням значно більшою мірою, ніж сонячним вітром, на відміну від земної. Потужні струми, що протікають в магнітосфері, є причиною стійких полярних сяйв навколо планетарних полюсів і помітних коливань у радіовипромінюванні, що означає, що Юпітер може у деяких відношеннях розглядатися як дуже слабкий радіопульсар. Полярні сяйва Юпітера спостерігалися майже у всіх частинах електромагнітного спектра, включаючи інфрачервону, видиму, ультрафіолетову та м'яку рентгенівську.

Дія магнітосфери захоплює у пастку та прискорює частинки, створюючи інтенсивні радіаційні пояси, подібні до земних поясів Ван Аллена, але у тисячі разів потужніші. Взаємодія енергетичних частинок із поверхнею найбільших супутників Юпітера помітно впливає на їхній хімічний склад і фізичні характеристики. Вплив цих частинок позначається і на руху пилу та кам'яних уламків всередині незначної кільцевої планетарної системи Юпітера. Радіаційні пояси є дуже небезпечними для космічних кораблів і потенційних пілотованих експедицій.

Структура

Магнітосфера Юпітера — це складна структура, яка включає в себе головну ударну хвилю, , магнітопаузу, , магнітодиск та інші компоненти. Магнітне поле навколо Юпітера створюється за рахунок цілого ряду явищ, наприклад за рахунок рідинної циркуляції в ядрі планети (внутрішнє поле), електричним струмом у плазмі, яка оточує Юпітер, і струмами, що течуть на межі планетарної магнітосфери. Магнітосфера занурена в плазму сонячного вітру, що несе з собою [en].

Внутрішнє магнітне поле

Більша частина магнітного поля Юпітера, подібно до земного, генерується внутрішнім динамо, що підтримується циркуляцією електропровідної рідини в зовнішньому ядрі. Але в той час як земне ядро складається з розплавленого заліза й нікелю, ядро Юпітера складається з металічного водню. Подібно до земного, магнітне поле Юпітера є переважно диполем, з північним і південним магнітними полюсами на протилежних кінцях магнітної осі. Однак на Юпітері північний і південний магнітні полюси диполя лежать в однойменних півкулях планети, у той час як на Землі, навпаки, північний магнітний полюс диполя розташований у південній півкулі, а південний — у північній. Магнітне поле Юпітера містить і вищі мультипольні компоненти — квадрупольну, октупольну і т. д., але вони як мінімум на порядок слабші від дипольної компоненти.

Диполь нахилений приблизно на 10° відносно осі обертання Юпітера; цей нахил близький до земного (11,3°). Екваторіальна індукція магнітного поля становить близько 428 мкТл (4,28 Гс, приблизно в 10 разів більше від земної), що відповідає магнітному моменту диполя близько 1,53× 1020 Тл·м³ (у 18 000 разів більше від земного). Магнітне поле Юпітера обертається з тією ж кутовою швидкістю, що й область під атмосферою, з періодом 9 год 55 хв. Ніяких помітних змін у потужності чи структурі не спостерігалося з моменту перших вимірювань «Піонера-10» в середині 1970-х.

Розмір і форма

Внутрішнє магнітне поле Юпітера створює перешкоду на шляху сонячного вітру, потоку іонізованих частинок, що виходять із верхньої сонячної атмосфери, заважаючи потокам іонів досягати атмосфери Юпітера, відхиляючи їх від планети і створюючи своєрідну порожнину в сонячному вітрі, що називається магнітосферою, яка складається з плазми, що відрізняється від плазми сонячного вітру. Магнітосфера Юпітера настільки велика, що якщо в ній розмістити Сонце навіть з його видимою короною, то там все одно залишиться достатньо простору. Якщо б її можна було спостерігати з Землі, вона б займала на небі простір у п'ять з лишком разів більший повного місяця, незважаючи на те, що Юпітер розташовується більш ніж у 1700 разів далі від Місяця.

Як і у випадку з земною магнітосферою, межа, що розділяє щільнішу й холоднішу плазму сонячного вітру від гарячішої та менш щільної в магнітосфері Юпітера, називається магнітопаузою. Відстань між магнітопаузою та центром планети становить від 45 до 100 RJ (де RJ = 71 492 км — радіус Юпітера) на [en] — нефіксованій точці на поверхні планети, де Сонце буде перебувати безпосередньо над спостерігачем. Положення магнітопаузи залежить від тиску, що чинить сонячний вітер, який, в свою чергу, залежить від рівня сонячної активності. Перед магнітопаузою (на відстані від 80 до 130 RJ від центра планети) розташовується головна ударна хвиля, хвилеподібне збурення в сонячному вітрі, викликане його зіткненням з магнітосферою. Область між магнітопаузою та головною ударною хвилею називається [en], або магнітошаром.

image
Схематичне зображення магнітосфери, де плазмосфера (7) повернута до тора з плазми та магнітошару.

За нічною стороною планети сонячний вітер витягує лінії магнітного поля Юпітера в довгий, витягнутий , який часом витягується навіть за орбіту Сатурна. За своєю структурою хвіст магнітосфери Юпітера нагадує земний. Він складається з двох «пелюсток» (області, відмічені блакитним на схемі). Магнітне поле у південній пелюстці направлене в бік Юпітера, а у північній — від нього. Пелюстки розділені тонким прошарком плазми, що називається хвостовим [en] (витягнута оранжева зона на схемі). Як і земний, юпітеріанський магнітосферний хвіст — це канал, через який сонячна плазма потрапляє у внутрішні регіони магнітосфери, де нагрівається та формує радіаційні пояси на відстані менш ніж 10 RJ від Юпітера.

Форма магнітосфери Юпітера, описана вище, підтримується 1) нейтральним струмовим шаром (також відомим як магнітохвостовий струм), який тече в напрямку обертання Юпітера через хвостовий плазмовий шар, 2) потоками плазми всередині хвоста, що течуть проти обертання Юпітера на зовнішній межі хвоста магнітосфери, і 3) магнітопаузними струмами (або струмами Чапмана — Ферраро), які течуть проти обертання планети на денній стороні магнітопаузи. Ці струми створюють магнітне поле, яке обнуляє (компенсує) внутрішнє поле Юпітера за межами магнітосфери. Вони також активно взаємодіють із сонячним вітром.

Традиційно магнітосферу Юпітера поділяють на три частини: внутрішню, середню та зовнішню магнітосферу. Внутрішня лежить на відстані до 10 RJ від центра планети. Магнітне поле всередині неї є переважно диполем, тому що внесок від струмів, що проходять через екваторіальний плазмовий шар, тут дуже незначний. В середній (між 10 і 40 RJ) та зовнішній (далі 40 RJ) магнітосфері магнітне поле відхиляється від дипольної структури та серйозно збурюється дією плазмового шару (див. нижче розділ Магнітний диск).

Роль Іо

image
Взаємодія Іо з магнітосферою Юпітера. Плазмовий тор Іо виділений жовтим.

Хоча в цілому магнітосфера Юпітера нагадує за формою земну, поблизу від планети їхні структури сильно відрізняються. Іо, вулканічно активний супутник Юпітера, є потужним джерелом плазми та щосекунди поповняє магнітосферу Юпітера ~1000 кг нової речовини. Сильні вулканічні виверження на Іо підіймають у відкритий космос сірчистий газ, більша частина якого дисоціює на атоми та іонізується сонячною ультрафіолетовою радіацією. В результаті утворюються іони сірки та кисню: S+, O+, S2+ і O2+. Ці іони залишають атмосферу супутника, формуючи плазмовий тор Іо: масивне та відносно холодне кільце з плазми, яке оточує Юпітер вздовж орбіти супутника. Температура плазми всередині тора досягає 10—100 еВ (100 000—1 000 000 К), що набагато нижче, ніж енергія частинок у радіаційних поясах — 10 кеВ (100 млн К). «Вморожене» у плазму всередині тора магнітне поле Юпітера спричиняє її обертання з тим же періодом, що і сам Юпітер (таке синхронне обертання називається коротацією). Тор Іо сильно впливає на динаміку всієї магнітосфери Юпітера.

В результаті кількох процесів, серед яких головну роль відіграють дифузія та обмінна нестійкість, плазма повільно залишає околи планети. Коли плазма віддаляється від Юпітера, радіальні струми, що протікають крізь неї, поступово збільшують свою швидкість, підтримуючи коротацію. Ці радіальні струми також є джерелом азимутальної компоненти магнітного поля, яка в результаті прогинається назад відносно напрямку обертання. Концентрація частинок у плазмі зменшується з 2000 см−3 в торі Іо до близько 0,2 см−3 на відстані 35 RJ. В середній магнітосфері, на відстані понад 20 RJ від Юпітера, коротація поступово припиняється, і плазма обертається повільніше, ніж планета. Нарешті, на відстані понад 40 RJ (у зовнішній магнітосфері) плазма остаточно залишає магнітне поле та виходить у міжпланетний простір через хвіст магнітосфери. Рухаючись назовні, холодна та щільна плазма міняється місцями з гарячою розрідженою плазмою (з температурою 20 кеВ (200 млн K) чи вище), що рухається з зовнішньої магнітосфери. Ця плазма, наближаючись до Юпітера та стискаючись, адіабатично нагрівається, формуючи радіаційні пояси у внутрішній магнітосфері.

Магнітний диск

На відміну від магнітного поля Землі, що має приблизно краплеподібну форму, поле Юпітера більш сплющене, більше нагадує диск і періодично гойдається відносно осі. Головною причиною такої дископодібної конфігурації є відцентрова сила, що викликається коротацією плазми та магнітного поля, а також тепловим тиском гарячої плазми. Обидва явища призводять до розтягування ліній магнітного поля, формуючи на відстані понад 20 RJ від планети сплющену, бліноподібну структуру, відому як «магнітний диск». У середній площині, приблизно поблизу магнітного екватора, цей диск містить тонкий струмовий шар. Лінії магнітного поля направлені від Юпітера над цим шаром і до Юпітера — під ним. Плазма, що надходить від Іо, значно збільшує розміри магнітосфери Юпітера, оскільки магнітний диск створює додатковий внутрішній тиск, який врівноважує тиск сонячного вітру. Відстань від планети до магнітопаузи у «підсонячній точці», яка дорівнює в середньому 75 RJ, за відсутності Іо зменшилася б до 43 RJ.

Динаміка

Ротація та радіальні струми

image
Магнітне поле Юпітера та ротація струмів

Основним рушієм магнітосфери Юпітера є процес обертання планети. В цьому відношенні Юпітер схожий на пристрій, що називається уніполярним генератором. Коли Юпітер обертається, його іоносфера рухається відносно дипольного магнітного поля планети. Оскільки дипольний магнітний момент вказує в напрямку обертання, сила Лоренца, яка виникає в результаті цього руху, переміщує негативно заряджені електрони до полюсів, а позитивно заряджені іони — до екватора. Як результат, полюси стають негативно зарядженими а регіони, близькі до екватора, — позитивно. Оскільки магнітосфера Юпітера наповнена високопровідною плазмою, електричне коло замикається через неї. Струм, що називається постійним тече вздовж ліній магнітного поля з іоносфери в екваторіальний плазмовий шар. Потім струм радіально поширюється від планети всередині екваторіального плазмового шару і зрештою повертається в планетарну іоносферу з зовнішніх областей магнітосфери по силових лініях, з'єднаних із полюсами. Струми, які рахуються вздовж силових ліній магнітного поля зазвичай називають [en]. Радіальні струми взаємодіють з магнітним полем планети, і сила Лоренца, що утворюється при цьому, прискорює магнітосферну плазму у напрямку планетарного обертання. Це головний механізм, який підтримує ротацію плазми в магнітосфері Юпітера.

Струм, що протікає з іоносфери у плазмовий шар, особливо сильний, коли відповідна частина плазмового шару обертається повільніше, ніж планета. Ротація погіршується в регіоні між 20 і 40 RJ від Юпітера. Цей регіон відповідає магнітодиску, де магнітне поле сильно розтягнуте. Сильний постійний струм у магнітодиску утворюється в строго визначеному діапазоні широт близько 16 ± 1° від магнітних полюсів Юпітера. Ці вузькі регіони відповідають головним овалам полярних сяйв Юпітера. (див. нижче.) Обернений струм, що протікає із зовнішньої магнітосфери в районі 50 RJ входить в іоносферу Юпітера неподалік від полюсів, і замикає електричне коло. Повний радіальний струм оцінюється від 60 до 140 мільйонів ампер.

Прискорення плазми в ході ротації призводить до перетворення енергії обертання Юпітера в кінетичну енергію плазми. У цьому смислі, магнітосфера Юпітера підтримується обертанням планети, в той час як земна переважно підтримується сонячним вітром.

Переставна нестійкість плазми та перезамикання силових ліній

Головна проблема у розшифровці динаміки магнітосфери Юпітера полягає в тому, як відбувається передача важкої холодної плазми з тора Іо на дистанції 6 RJ у зовнішню магнітосферу на дистанції 50 RJ. Точний механізм такої передачі достовірно не відомий, але гіпотетично це може бути результатом дифузії плазми в результаті переставної нестійкості плазми. Процес нагадує нестійкість Релея — Тейлора в гідродинаміці. У випадку з магнітосферою Юпітера, відцентрова сила відіграє роль сили тяжіння; роль важкої рідини відіграє холодна і щільна плазма з Іо, роль легкої рідини відіграє гаряча та менш щільна плазма із зовнішньої магнітосфери. Переставна нестійкість плазми призводить до обміну між внутрішніми та зовнішніми частинами магнітосфери трубками силових ліній наповнених плазмою. Порожні трубки рухаються в бік планети, в той час як наповнені плазмою з Іо, віддаляються від Юпітера. Цей взаємний обмін трубками силових ліній викликає своєрідну магнітосферну турбулентність.

image
Магнітосфера Юпітера так, як її видно над північним полюсом

Ця суто гіпотетична теорія обміну трубками силових ліній частково підтвердилася при прольоті «Галілео», який виявив регіони з пониженою щільністю плазми та збільшення напруженості поля у внутрішній магнітосфері. Ці пустоти можуть відповідати практично порожнім трубкам силових ліній, що прибувають із зовнішньої магнітосфери. У середній магнітосфері, «Галілео» зафіксував явище, яке відбувається коли гаряча плазма з зовнішньої магнітосфери зіштовхується з магнітодиском, що призводить до збільшення потоку високоенергетичних частинок і укріплює магнітне поле. Однак механізм, що переносить холодну плазму назовні поки що невідомий.

Коли трубки силових ліній наповнені холодною плазмою з Іо досягають зовнішньої магнітосфери, вони проходять через процес перезамикання силових ліній, який відділяє магнітне поле від плазми. Потім вона повертається через внутрішню магнітосферу в трубках силових ліній, повних гарячої та менш щільної плазми, а остання, мабуть, викидається у хвіст магнітосфери у формі плазмоїдів — великих згустків плазми. Процес перезамикання силових ліній може відповідати глобальним явищам «реконфігурування» які спостерігав КА «Галілео», та які відбувалися регулярно кожні 2—3 дні. Явище реконфігурації охоплювало швидку та хаотичну зміну напруженості магнітного поля та його напрямку, а також різкі зміни в русі плазми, яка припиняла ротацію та витікала назовні. В основному явище спостерігалося у світанковому секторі нічної магнітосфери. Плазма тече по відкритих силових лініях вздовж хвоста магнітосфери і це називається «планетарним вітром».

Явище перезамикання силових ліній є аналогом земних [en] в магнітосфері. Відмінність полягає в тому, що: земні суббурі передають накопичену від сонячного вітру енергію в магнітний хвіст і вивільняють її через явище перез'єднання в шарі з нейтральних струмів у хвості магнітосфери. Пізніше формується плазмоїд, який рухається вздовж хвоста. А в магнітосфері Юпітера енергія обертання зберігається в магнітодиску та вивільняється у вигляді плазмоїдів, що відділяються від диска.

Вплив сонячного вітру

В той час як динаміка магнітосфери Юпітера переважно залежить від внутрішніх джерел енергії, сонячний вітер відіграє другорядну роль, переважно як джерело високоенергетичних протонів. Структура зовнішньої магнітосфери демонструє деякі явища, властиві магнітосфері, яка формується сонячним вітром, включаючи виражену ранково-вечірню асиметрію. Зокрема, магнітні лінії у вечірньому секторі нахилені в протилежний бік відносно ранкового. Крім цього, в ранковій магнітосфері є відкриті силові лінії, з'єднані з магнітним хвостом, в той час як у вечірній магнітосфері, силові лінії закриті. Ці спостереження вказують на те, що процес перезамикання силових ліній, викликаний сонячним вітром, і відомий на Землі як , може також відбуватися і в магнітосфері Юпітера.

Ступінь впливу сонячного вітру на магнітосферу Юпітера наразі невідома; однак він може бути особливо сильним у періоди підвищеної сонячної активності. Радіо, оптичне та рентгенівське випромінювання полярних сяйв, так же, як і синхротронне випромінювання радіаційних поясів, корелюють із тиском сонячного вітру; а отже, сонячний вітер може впливати на рух плазми і навіть регулювати внутрішні процеси в магнітосфері.

Випромінювання

Полярні сяйва

image
Зображення полярних сяйв Юпітера, показані основні овали полярних сяйв, полярне випромінювання, та «плями», створені природними супутниками Юпітера.

На Юпітері постійно в районі обох полюсів відбуваються яскраві полярні сяйва. На відміну від земних полярних сяйв, які минають швидко і відбуваються лише під час підвищеної сонячної активності, полярні сяйва Юпітера постійні, хоча їхня інтенсивність змінюється з часом. Вони складаються з трьох головних компонентів: основних овалів, яскравих, відносно вузьких (менше 1000 км у ширину) кругоподібних утворень, що простягаються на близько 16° від магнітних полюсів; полярних плям від природних супутників планети, які відповідають слідам магнітних силових ліній, що пов'язують іоносферу Юпітера з найбільшими супутниками, і короткочасних викидів полярного випромінювання в районі основного овалу. Випромінювання полярних сяйв Юпітера було виявлене у всіх частинах електромагнітного спектра — від радіовипромінювання до рентгенівського (аж до 3 кеВ), найяскравіше вони випромінюють у середньому інфрачервоному (довжина хвилі 3—4 мкм і 7—14 мкм) і в дальньому ультрафіолетовому спектральних регіонах (довжина хвилі 80—180 нм).

Основні овали — головна складова полярних сяйв Юпітера. У них стабільна форма та розташування, але їхня інтенсивність сильно залежить від тиску сонячного вітру: чим сильніший сонячний вітер, тим слабші сяйва. Основні овали підтримуються сильним надходженням електронів, прискорених електричним потенціалом плазми з магнітодиска та іоносфери Юпітера. Ці електрони несуть із собою струми Біркеланда, які підтримують ротацію плазми в магнітодиску. Електричний потенціал припиняє рости тому, що розріджена плазма ззовні екваторіального шару може без цих струмів переносити лише струм обмеженої сили. Електрони мають енергію в діапазоні 10—100 кеВ і проникають глибоко в атмосферу Юпітера, де вони іонізують та збуджують молекулярний водень, викликаючи ультрафіолетове випромінювання. Повна енергія, що надходить в іоносферу, становить від 10 до 100 ТВт. Струми, що протікають через іоносферу, нагрівають її в ході процесу, який називається «джоулевим нагріванням». Цей процес, що виробляє до 300 ТВт енергії, відповідає за сильне інфрачервоне випромінювання від полярних сяйв Юпітера та частково за нагрівання термосфери Юпітера.

Так звані «плями» були виявлені у відповідності з трьома галілеєвими супутниками: Іо, Європа та Ганімед. Вони помітні через те, що ротація плазми сповільнюється безпосередньо біля супутників. Найяскравіша пляма належить Іо, основному джерелу плазми в магнітосфері (див. вище). Пляма Іо, ймовірно, пов'язана з альвенівськими хвилями, що йдуть від іоносфери Юпітера в іоносферу Іо. Плями Європи та Ганімеда набагато слабші, тому що ці супутники є слабкими джерелами плазми, через випаровування водяного льоду з їхніх поверхонь.

Потужність випромінювання полярних сяйв Юпітера в різних частинах спектра
Випромінювання Юпітер Пляма Іо
Радіо (< 0,3 МГц) ~1 ГВт ?
Радіо (0,3—3 МГц) ~10 ГВт ?
Радіо (3—40 МГц) ~100 ГВт 0.1—1 ГВт
Інфрачервоне (вуглеводні, 7–14 мкм) ~40 ТВт 30–100 ГВт
Інфрачервоне (H3+, 3—4 мкм) 4—8 ТВт
Видиме (0,385—1 мкм) 10—100 ГВт 0,3 ГВт
Ультрафіолетове (80—180 нм) 2—10 ТВт ~50 ГВт
Рентгенівське (0,1—3 кеВ) 1—4 ГВт ?

Яскраві дуги та плями час від часу з'являються всередині основних овалів. Ці короткочасні явища пов'язують із взаємодією з сонячним вітром. Силові лінії магнітного поля в цьому регіоні або відкриті або відображаються на хвості магнітосфери. Вторинні овали, що спостерігаються всередині основних, можуть відноситися до границі між відкритими та закритими силовими лініями магнітного поля або до . Випромінювання полярних сяйв Юпітера нагадує ті, що виникають навколо земних полюсів: і ті й інші з'являються коли електрони, прискорені в напрямку планети, проходять процес перезамикання магнітних силових ліній Сонця з планетарними. Регіони в межах основних овалів випромінюють немало рентгенівського випромінювання. У спектрі рентгенівського полярного випромінювання є спектральні лінії сильно іонізованого кисню та сірки, які мабуть з'являються, коли високоенергетичні (сотні кілоелектронвольт) S і O іони осідають в полярну атмосферу Юпітера. Причина цього осідання залишається поки що невідомою.

Юпітер як пульсар

Юпітер — потужне джерело радіохвиль в діапазоні від кількох кілогерц до десятків мегагерц. Радіохвилі з частотами менше ніж близько 0,3 МГц (а отже з довжиною хвиль понад 1 км) називають юпітеріанським кілометровим випромінюванням (скорочено англ. KOM). Радіохвилі в діапазоні від 0,3 до 3 МГц (з довжиною хвиль від 100 до 1000 м) називають гектометровим випромінюванням (скорочено англ. HOM), а випромінювання між 3 і 40 МГц (з довжиною хвиль від 10 до 100 м) називають декаметровим випромінюванням (скорочено англ. DAM). Радіовипромінювання з періодичністю приблизно 10 годин, яке вперше спостерігалося з космосу на Землі, належало Юпітеру. Найсильніша ділянка декаметрового випромінювання, яке стосується Іо та системи струмів Іо — Юпітер, називається скорочено англ. Io-DAM.

image
Спектр радіовипромінювання Юпітера у співвідношенні зі спектром чотирьох інших намагнічених планет, де (N, T, S, U) означає (Нептун, Земля, Сатурн і Уран) а KR означає кілометрову радіацію.

Більшість цього випромінювання, ймовірно, створюється за рахунок механізму, який називається «циклотронною мазерною нестійкістю», і який можна спостерігати поблизу регіонів полярних сяйв, коли електрони переміщуються між полюсами. Електрони залучені в генерацію радіохвиль, можливо ті ж самі, що переносять струми з полюсів планети в магнітодиск. Інтенсивність радіовипромінювання Юпітера зазвичай плавно змінюється з часом; однак, Юпітер періодично випромінює короткі та потужні сплески випромінювання (S-сплески), які можуть перевищувати інші компоненти. Повна випромінювальна здатність «DAM»-компонента становить близько 100 ГВт, сукупна для HOM/KOM компонентів — близько 10 ГВт. Для порівняння, сукупна потужність радіовипромінювання з Землі становить лише 0,1 ГВт.

Радіо-, та корпускулярне випромінювання Юпітера строго прив'язане до обертання планети, що робить планету дещо схожою на пульсар. Періодичність модуляцій, ймовірно, прив'язана до асиметрії в магнітосфері Юпітера, а та в свою чергу пов'язана з нахилом магнітного моменту відносно осі обертання планети та з високоширотними магнітними аномаліями. Фізика, яка керує сплесками в радіовипромінюванні Юпітера, схожа на таку ж у пульсарів. Відрізняються лише масштаби, і тому Юпітер нерідко вважають дуже невеликим пульсаром. Помічено, що сплески в радіовипромінюванні Юпітера також пов'язані з підвищенням сонячної активності.

На додаток до відносно довгохвильового радіовипромінювання, Юпітер також випромінює синхротронне випромінювання (також відоме як дециметрове випромінювання Юпітера, або англ. DIM) на частотах 0,1—15 ГГц (довжина хвиль від 3 м до 2 см), яке є гальмівним випромінюванням релятивістських електронів, захоплених у внутрішні радіаційні пояси планети. Енергія електронів, що супроводжують «DIM»-випромінювання, дорівнює 0,1—100 меВ, а головний внесок у нього роблять електрони з енергією від 1 до 20 меВ. Це випромінювання, добре зрозуміле та вивчене, використовувалося з початку 1960-х років для вивчення структури планетарного магнітного поля та радіаційних поясів. Частинки в радіаційних поясах походять із зовнішньої магнітосфери та адіабатично прискорюються, коли потрапляють у внутрішню.

Магнітосфера Юпітера викидає потоки з високоенергетичних електронів та іонів (з енергією до десятків меВ), які досягають земної орбіти. Ці потоки частинок високо [en] та відрізняються залежно від періоду обертання планети як і радіовипромінювання. У цьому відношенні Юпітер також нагадує пульсар.

Взаємодія з кільцями та супутниками

Докладніше: Кільця Юпітера та Космічне вивітрювання

Велика магнітосфера Юпітера охоплює орбіти чотирьох галілеєвих супутників і кільцеву систему. Обертаючись по орбіті поблизу від магнітного екватора, ці тіла є і джерелами і поглиначами магнітосферної плазми, а енергетичні частинки з магнітосфери змінюють їхні поверхні. Частинки розпилюють речовину з поверхні та викликають хімічні реакції через радіоліз. Плазмова ротація з планети означає, що плазма переважно взаємодіє з ведучими півкулями супутників, викликаючи асиметрію півкуль. З іншого боку, великі магнітні поля супутників роблять свій внесок у магнітосферу Юпітера.

image
Мінливість радіаційних поясів Юпітера

Близькі до Юпітера планетарні кільця та малі супутники поглинають високоенергетичні частинки (з енергією понад 10 кеВ) з радіаційних поясів. Це помітно змінює просторовий розподіл поясів та впливає на дециметрове синхротронне випромінювання. Цікаво, що саме існування кілець Юпітера було припущене на основі даних з космічного апарата «Піонер-11», який виявив різке падіння кількості високоенергетичних іонів поблизу планети. Планетарне магнітне поле сильно впливає на рух субмікрометрових частинок кілець, які отримують електричний заряд під впливом сонячного ультрафіолету. Їх поведінка подібна до поведінки ротаційних іонів. Резонансна взаємодія між ротаційним і орбітальним рухом відповідає за появу так званого «кільця гало» (розташованого між 1,4 і 1,71 RJ від планети), яке складається з субмікрометрових частинок на сильно нахилених орбітах та орбітах з високим ексцентриситетом. Частинки походять з головного кільця; коли вони дрейфують у бік Юпітера, їхні орбіти змінюються у відповідності з сильним 3:2 «резонансом Лоренца», розташованим на відстані 1,71 RJ, який збільшує їхній нахил та ексцентриситет. Інший 2:1 резонанс Лоренца на відстані 1,4 RJ визначає внутрішню межу кільця гало.

Усі галілєєві супутники мають тонкі атмосфери з тиском на поверхні в межах від 0,01 до 1 нанобар, але при цьому значні іоносфери зі щільністю електронів від 1 000 до 10 000 см−3. Ротаційна холодна магнітосферна плазма частково відводиться ними завдяки струмам, що створюються їхніми іоносферами, і створюють структури, що називаються «альвенівськими крилами». Взаємодія великих супутників із ротаційними потоками нагадує взаємодію сонячного вітру з планетами без магнітного поля — такими, як Венера. Зазвичай швидкість ротації дозвукова (швидкість змінюється від 74 до 328 м/с), що перешкоджає формуванню головної ударної хвилі. Тиск від ротаційної плазми видаляє гази з атмосфери супутників (особливо на Іо), і багато їхніх атомів іонізується та залучаються до ротації. Цей процес створює газові та плазмові тори поблизу від орбіт супутників і серед них тор Іо є найпомітнішим. По суті, галілеєві супутники (переважно Іо) є головними джерелами плазми у внутрішній та середній магнітосфері Юпітера. В той же час, енергетичні частинки переважно не залежать від альвенівських крил та мають вільний доступ до поверхні супутників (за винятком Ганімеда).

image
Плазмовий тор, створений Іо та Європою

Крижані галілеєві супутники, Європа, Ганімед і Каллісто, всі створюють індукційний магнітний момент у відповідь на зміни в магнітному полі Юпітера. Ці різні магнітні моменти створюють дипольні магнітні поля навколо них, які компенсують зміни навколишнього середовища. Ймовірно, індукція відбувається у приповерхневих шарах із солоною водою, яка мабуть є на всіх великих крижаних супутниках Юпітера. У цих підземних океанах могло б існувати життя, і докази їх існування були одним із найважливіших відкриттів «Галілео».

Взаємодія магнітосфери Юпітера з Ганімедом, у якого є відповідний магнітний момент, відрізняється від його взаємодії з супутниками, які не мають магнітних полів. Внутрішнє магнітне поле Ганімеда створює своєрідну порожнину всередині магнітосфери Юпітера з діаметром приблизно як два Ганімедових, своєрідну міні-магнітосферу всередині магнітосфери Юпітера. Магнітне поле Ганімеда змушує ротаційну плазму обтікати його збоку. Це також є захистом для екваторіальних районів супутника, де силові магнітні лінії закриті, від енергетичних частинок. Однак вони вільно вдаряються об поверхню супутника в районі полюсів, де силові магнітні лінії, як і раніше, відкриті. Багато енергетичних частинок захоплюється в районі екватора Ганімеда, створюючи мініатюрні радіаційні пояси. Електрони великої енергії, що входять у тонку атмосферу супутника, відповідають за спостережувані на Ганімеді полярні сяйва.

Заряджені частинки мають значний вплив на поверхневі характеристики галілеєвих супутників. Плазма, яка походить з Іо, виносить із собою немало іонів сірки та натрію далеко від супутника, де вони осідають переважно на ведених півкулях Європи та Ганімеда. На Каллісто однак, з невідомих причин, сірка накопичується в районі ведучої півкулі. Плазма також швидше за все відповідає за потемніння ведених півкуль галілеєвих супутників (знову крім Каллісто). Електрони високої енергії та іони єдиним потоком бомбардують поверхневий лід супутників і викликають явище радіолізу води та інших хімічних сполук. Частинки високої енергії розбивають воду на кисень і водень, підтримуючи тонку кисневу атмосферу крижаних супутників (оскільки водень швидше виходить у космос). Серед сполук, які утворюються на поверхнях галілеєвих супутників через радіоліз, також озон і перекис водню. Якщо є органіка чи карбонати, діоксид вуглецю, метанол і вугільна кислота також повинні бути. За наявності сірки, будуть присутніми такі сполуки, як діоксид сірки, [ru] та сірчана кислота. Окиснювачі, створювані через радіоліз, такі як кисень і озон, можуть замерзати в льодах і потрапляти на дно підлідних океанів, і бути можливими джерелами для життя.

Відкриття

image
Шлях КА «Улісс» через магнітосферу Юпітера 1992 року

Перші свідчення про існування магнітного поля в Юпітера з'явилися 1955 року, з відкриттям декаметрового радіовипромінювання. Оскільки спектр декаметрового радіовипромінювання простягався до 40 МГц, астрономи припустили, що Юпітер повинен мати магнітне поле з напруженістю близько 1 мТл (10 Гс).

1959 року, спостереження в мікрохвильовій частині електромагнітного спектра (0,1–10 Гц) призвели до відкриття дециметрового радіовипромінювання Юпітера (англ. DIM) і до усвідомлення того, що це синхротронне випромінювання, що випромінюється [en], захопленими в радіаційних поясах планети. Отримані дані про синхротронне випромінювання використовувалися для оцінки кількості та енергії електронів навколо Юпітера а також призвели до покращення оцінки магнітного моменту та його нахилу.

До 1973 року магнітний момент був майже точно відомий, а його нахил визначений як 10°. Модуляції в декаметровому діапазоні, викликані Іо (так зване випромінювання Io-DAM), було відкрите 1964 року, і дозволило точніше встановити період обертання Юпітера. Остаточне відкриття магнітного поля Юпітера відбулося 1973 року, коли «Піонер-10» пролетів в околицях планети.

Дослідження після 1970-х років

Станом на 2015 рік, в цілому 8 космічних апаратів пролітали безпосередньо поблизу Юпітера і всі вони зробили свій внесок у розуміння магнітосфери цієї планети-гіганта. Першим космічним зондом, що досягнув Юпітера, був «Піонер-10» у грудні 1973 року, який пройшов на відстані 2,9 RJ від центра планети. Його близнюк — «Піонер-11» — відвідав Юпітер на рік пізніше, рухаючись по високо-нахиленій траєкторії та пройшов уже ближче — на відстані 1,6 RJ від планети.

Програма «Піонер» допомогла краще зрозуміти внутрішнє магнітне поле Юпітера. Рівень радіації поблизу від Юпітера виявився у десять разів потужнішим, ніж очікували розробники апаратів «Піонер», і це викликало сумніви в тому, що апарати переживуть проліт; однак, незважаючи на деякі збої, «Піонерам» вдалося пройти крізь радіаційні пояси, вони збережені тим фактом, що магнітосфера Юпітера «коливалася» трохи вгору по траєкторії польоту, віддаляючись від апарата. Однак, «Піонер-11» втратив більшу частину фотографій Іо через збої в роботі бортового [en]. Наступні за «Піонерами» — «Вояджери» — були перероблені таким чином, щоб залишатися працездатними навіть в агресивному радіаційному середовищі.

Вояджери 1 і 2 прибули до Юпітера в 1979–1980 роках і рухалися практично в екваторіальній площині. «Вояджер-1» рухався на відстані 5 RJ від центра планети, і першим зіткнувся з плазмовим тором Іо. «Вояджер-2» пройшов на відстані 10 RJ і виявив струми в екваторіальній площині. Наступним зондом, який пройшов біля Юпітера, був «Улісс», який 1992 року вивчив полярну магнітосферу.

«Галілео» обертався на орбіті навколо Юпітера з 1995 по 2003 рік, і забезпечив всеохопне покриття магнітосфери Юпітера в екваторіальній площині аж до відстані 100 RJ. Також були досліджені магнітний хвіст і світанкова та вечірня частини магнітосфери. Незважаючи на те, що «Галілео» успішно витримав важку радіаційну обстановку поблизу від Юпітера, все одно виникали технічні неполадки. Зокрема, гіроскопи працювали з помилками. Кілька разів електричні дуги, що проходили між рухомими та нерухомими частинами зонда, викликали його перехід у [en], що призвело до повної втрати даних про 16, 18 і 33 прольоти. Радіація також виклика́ла фазові зсуви у кварцовому генераторі, який вважався надзвичайно стабільним.

Коли КА «Кассіні» пролітав біля Юпітера 2000 року, він координував вимірювання з «Галілео». Останнім зондом, що пролітав біля Юпітера, був апарат «Нові обрії» 2007 року, що виконав унікальні в своєму роді дослідження магнітного хвоста, і пролетівши вздовж нього 2500 RJ. Тим не менше, охоплення та покриття магнітосфери Юпітера залишається слабким. Майбутні дослідження («Юнона», наприклад) будуть мати важливе значення для розуміння динаміки магнітосфери цієї планети.

2003 року, NASA виконало й опублікувало концептуальне дослідження з назвою «Дослідження зовнішніх планет людством» (англ. HOPE) стосовно майбутнього освоєння людьми зовнішньої Сонячної системи. Обговорювалася можливість побудови бази на поверхні Каллісто, завдяки низькому рівню радіації через віддаленість від Юпітера, і геологічній стабільності супутника. Каллісто наразі єдиний галілеєвий супутник Юпітера, розвідка якого людиною можлива. Рівень іонізаційного випромінювання на Іо, Європі та Ганімеді є нестерпним для людського організму, та адекватні міри протидії йому ще доведеться розробляти.

Примітки

  1. Північний і південний полюси земного магнітного диполя не слід плутати з північним і південним магнітними полюсами Землі, що лежать, відповідно, поблизу північного й південного географічних полюсів.
  2. Магнітний момент пропорційний добутку екваторіальної індукції поля на куб радіуса планети, який для Юпітера у 11 разів більший радіуса Землі.
  3. Так, азимутальна орієнтація диполя змінилася менше ніж на 0,01°.
  4. Постійний струм у магнітосфері Юпітера не слід плутати з постійним струмом в електричному колі. Останній є альтернативою змінного.
  5. розділяючи цю роль з іоносферою Юпітера.
  6. Каллісто також швидше за все має «пляму»; однак на фоні основного овалу полярних сяйв вона непомітна.
  7. Звичайне — яке не стосується Іо — DAM набагато слабше, ніж Io-DAM, і високочастотний хвіст «HOM»-випромінювання.
  8. Резонанс Лоренца — це резонанс, що існує між орбітальною швидкістю частинок і періодом обертання планети. Якщо співвідношення їхніх кутових частот дорівнює m:n (раціональне число) то вчені називають це m:n резонансом Лоренца. У випадку з 3:2 резонансом, частинка на відстані 1,71 RJ від Юпітера встигає зробити 3 оберти навколо планети, а за цей час планетарне магнітне поле встигає зробити два.
  9. На борту «Піонера-10» був векторний магнітометр, який дозволив виміряти магнітне поле напряму. Зонд також спостерігав за плазмою та енергетичними частинками.

Джерела

  1. Smith, 1974
  2. Blanc, 2005, p. 238 (Table III).
  3. Khurana, 2004, pp. 3-5
  4. Russel, 1993, p. 694.
  5. Zarka, 2005, pp. 375–377
  6. Khurana, 2004, pp. 1-3.
  7. Khurana, 2004, pp. 5-7.
  8. Bolton, 2002
  9. Bhardwaj, 2000, p. 342
  10. Khurana, 2004, pp. 12-13.
  11. Цікаві факти про Юпітер. // Автор: Степан Садков. 13.06.2024
  12. Kivelson, 2005, pp. 303—313.
  13. Russel, 1993, pp. 715—717.
  14. Russell, 2001, pp. 1015—1016.
  15. Krupp, 2004, pp. 15-16.
  16. Russel, 1993, pp. 725—727.
  17. Khurana, 2004, pp. 17-18.
  18. Khurana, 2004, pp. 6-7
  19. Krupp, 2004, pp. 3-4.
  20. Krupp, 2004, pp. 4-7.
  21. Krupp, 2004, pp. 1-3.
  22. Khurana, 2004, pp. 13–16
  23. Khurana, 2004, pp. 10-12.
  24. Russell, 2001, pp. 1024—1025.
  25. Khurana, 2004, pp. 20-21.
  26. Wolverton, 2004, pp. 100–157
  27. Russell, 2001, pp. 1021—1024.
  28. Blanc, 2005, pp. 250–253
  29. Cowley, 2001, pp. 1069–76
  30. Blanc, 2005, pp. 254–261
  31. Cowley, 2001, pp. 1083–87
  32. Russell, 2008
  33. Krupp, 2007, p. 216
  34. Krupp, 2004, pp. 7–9
  35. Krupp, 2004, pp. 11–14
  36. Khurana, 2004, pp. 18–19
  37. Russell, 2001, p. 1011
  38. Nichols, 2006, pp. 393—394
  39. Krupp, 2004, pp. 18-19
  40. Nichols, 2006, pp. 404—405
  41. Elsner, 2005, pp. 419–420
  42. Palier, 2001, pp. 1171–73
  43. Bhardwaj, 2000, pp. 311–316
  44. Cowley, 2003, pp. 49–53
  45. Bhardwaj, 2000, pp. 316–319
  46. Bhardwaj, 2000, pp. 306–311
  47. Bhardwaj, 2000, p. 296
  48. Miller et al., 2005, с. 335—339.
  49. Clarke, 2002
  50. Blanc, 2005, pp. 277–283
  51. Bhardwaj, 2000, Tables 2 and 5
  52. Palier, 2001, pp. 1170–71
  53. Zarka, 1998, pp. 20,160–168
  54. Zarka, 1998, pp. 20, 173–181
  55. Hill, 1995
  56. Zarka, 2005, pp. 371–375
  57. Santos-Costa, 2001
  58. Zarka, 2005, pp. 384–385
  59. Krupp, 2004, pp. 17–18
  60. Kivelson, 2004, pp. 2–4
  61. Johnson, 2004, pp. 1–2
  62. Johnson, 2004, pp. 3–5
  63. Burns, 2004, pp. 1–2
  64. Burns, 2004, pp. 12–14
  65. Burns, 2004, pp. 10–11
  66. Burns, 2004, pp. 17–19
  67. Kivelson, 2004, pp. 8–10
  68. Kivelson, 2004, pp. 1–2
  69. .Cooper, 2001, pp. 137,139
  70. Kivelson, 2004, pp. 10–11
  71. Kivelson, 2004, pp. 16–18
  72. Williams, 1998, p. 1
  73. Cooper, 2001, pp. 154–156
  74. Johnson, 2004, pp. 15–19
  75. Hibbitts, 2000, p. 1
  76. Johnson, 2004, pp. 8–13
  77. Burke, 1955
  78. Drake, 1959
  79. Fieseler, 2002
  80. Troutman, 2003

Цитовані джерела

  • Bhardwaj, A.; Gladstone, G.R. (2000). (PDF). Reviews of Geophysics. 38 (3): 295—353. Bibcode:2000RvGeo..38..295B. doi:10.1029/1998RG000046. Архів оригіналу (PDF) за 28 червня 2011. Процитовано 14 грудня 2016.
  • Blanc, M.; Kallenbach, R.; Erkaev, N. V. (2005). Solar System magnetospheres. Space Science Reviews. 116 (1–2): 227—298. Bibcode:2005SSRv..116..227B. doi:10.1007/s11214-005-1958-y.
  • Bolton, S.J.; Janssen, M. та ін. (2002). . Nature. 415 (6875): 987—991. Bibcode:2002Natur.415..987B. doi:10.1038/415987a. PMID 11875557. Архів оригіналу за 7 березня 2016. Процитовано 14 грудня 2016.
  • Burke, B.F.; Franklin, K. L. (1955). Observations of a variable radio source associated with the planet Jupiter. Journal of Geophysical Research. 60 (2): 213—217. Bibcode:1955JGR....60..213B. doi:10.1029/JZ060i002p00213.
  • Burns, J.A.; Simonelli, D. P.; Showalter; Hamilton; Porco; Throop; Esposito (2004). (PDF). У Bagenal, F. та ін. (ред.). Jupiter: The Planet, Satellites and Magnetosphere. Cambridge University Press. с. 241. Bibcode:2004jpsm.book..241B. ISBN . Архів оригіналу (PDF) за 12 травня 2006. Процитовано 14 грудня 2016.
  • Clarke, J.T.; Ajello, J. та ін. (2002). (PDF). Nature. 415 (6875): 997—1000. doi:10.1038/415997a. PMID 11875560. Архів оригіналу (PDF) за 21 липня 2011. Процитовано 14 грудня 2016.
  • Cooper, J. F.; Johnson, R. E. та ін. (2001). (PDF). Icarus. 139 (1): 133—159. Bibcode:2001Icar..149..133C. doi:10.1006/icar.2000.6498. Архів оригіналу (PDF) за 25 лютого 2009. Процитовано 14 грудня 2016.
  • Cowley, S.W. H.; Bunce, E. J. (2001). Origin of the main auroral oval in Jupiter's coupled magnetosphere–ionosphere system. Planetary and Space Science. 49 (10–11): 1067—66. Bibcode:2001P&SS...49.1067C. doi:10.1016/S0032-0633(00)00167-7.
  • Cowley, S.W. H.; Bunce, E. J. (2003). Modulation of Jovian middle magnetosphere currents and auroral precipitation by solar wind-induced compressions and expansions of the magnetosphere: initial response and steady state. Planetary and Space Science. 51 (1): 31—56. Bibcode:2003P&SS...51...31C. doi:10.1016/S0032-0633(02)00130-7.
  • Drake, F. D.; Hvatum, S. (1959). Non-thermal microwave radiation from Jupiter. Astronomical Journal. 64: 329. Bibcode:1959AJ.....64S.329D. doi:10.1086/108047.
  • Elsner, R. F.; Ramsey, B. D. та ін. (2005). (PDF). Icarus. 178 (2): 417—428. Bibcode:2005Icar..178..417E. doi:10.1016/j.icarus.2005.06.006. Архів оригіналу (PDF) за 19 червня 2019. Процитовано 14 грудня 2016.
  • Fieseler, P.D.; Ardalan, S. M. та ін. (2002). (PDF). Nuclear Science. 49 (6): 2739—58. Bibcode:2002ITNS...49.2739F. doi:10.1109/TNS.2002.805386. Архів оригіналу (PDF) за 19 липня 2011. Процитовано 14 грудня 2016.
  • Hill, T. W.; Dessler, A. J. (1995). Space physics and astronomy converge in exploration of Jupiter's Magnetosphere. Earth in Space. 8 (32): 6. Bibcode:1995EOSTr..76..313H. doi:10.1029/95EO00190. оригіналу за 1 травня 1997. Процитовано 14 грудня 2016.
  • Hibbitts, C.A.; McCord, T.B.; Hansen, T.B. (2000). Distribution of CO2 and SO2 on the surface of Callisto. Journal of Geophysical Research. 105 (E9): 22, 541—557. Bibcode:2000JGR...10522541H. doi:10.1029/1999JE001101.
  • Johnson, R.E.; Carlson, R.V. та ін. (2004). (PDF). У Bagenal, F. та ін. (ред.). Jupiter: The Planet, Satellites and Magnetosphere. Cambridge University Press. ISBN . Архів оригіналу (PDF) за 30 квітня 2016. Процитовано 14 грудня 2016.
  • Khurana, K.K.; Kivelson, M. G. та ін. (2004). (PDF). У Bagenal, F.; Dowling, T.E.; McKinnon, W.B. (ред.). Jupiter: The Planet, Satellites and Magnetosphere. Cambridge University Press. ISBN . Архів оригіналу (PDF) за 19 березня 2014. Процитовано 14 грудня 2016.
  • Kivelson, M.G. (2005). (PDF). Space Science Reviews. Springer. 116 (1–2): 299—318. Bibcode:2005SSRv..116..299K. doi:10.1007/s11214-005-1959-x. Архів оригіналу (PDF) за 29 вересня 2011. Процитовано 14 грудня 2016.
  • Kivelson, M.G.; Bagenal, F. та ін. (2004). (PDF). У Bagenal, F.; Dowling, T.E.; McKinnon, W.B. (ред.). Jupiter: The Planet, Satellites and Magnetosphere. Cambridge University Press. ISBN . Архів оригіналу (PDF) за 29 вересня 2011. Процитовано 14 грудня 2016.
  • Krupp, N.; Vasyliunas, V.M. та ін. (2004). (PDF). У Bagenal, F. та ін. (ред.). Jupiter: The Planet, Satellites and Magnetosphere. Cambridge University Press. ISBN . Архів оригіналу (PDF) за 27 лютого 2009. Процитовано 14 грудня 2016.
  • Krupp, N. (2007). New surprises in the largest magnetosphere of Our Solar System. Science. 318 (5848): 216—217. Bibcode:2007Sci...318..216K. doi:10.1126/science.1150448. PMID 17932281.
  • Miller, Steve; Aylward, Alan; Millward, George. Giant Planet Ionospheres and Thermospheres: The Importance of Ion-Neutral Coupling. Space Science Reviews. 116 (1–2): 319—343. 2005. Bibcode:2005SSRv..116..319M. doi:10.1007/s11214-005-1960-4.
  • Nichols, J. D.; Cowley, S. W. H.; McComas, D. J. (2006). . Annales Geophysicae. 24 (1): 393—406. Bibcode:2006AnGeo..24..393N. doi:10.5194/angeo-24-393-2006. Архів оригіналу за 20 червня 2019. Процитовано 14 грудня 2016.{{}}: Обслуговування CS1: Сторінки із непозначеним DOI з безкоштовним доступом ()
  • Palier, L.; Prangé, Renée (2001). More about the structure of the high latitude Jovian aurorae. Planetary and Space Science. 49 (10–11): 1159—73. Bibcode:2001P&SS...49.1159P. doi:10.1016/S0032-0633(01)00023-X.
  • Russell, C.T. (1993). Planetary Magnetospheres (PDF). Reports on Progress in Physics. 56 (6): 687—732. Bibcode:1993RPPh...56..687R. doi:10.1088/0034-4885/56/6/001.
  • Russell, C.T. (2001). The dynamics of planetary magnetospheres. Planetary and Space Science. 49 (10–11): 1005—1030. Bibcode:2001P&SS...49.1005R. doi:10.1016/S0032-0633(01)00017-4.
  • Russell, C.T.; Khurana, K.K.; Arridge, C.S.; Dougherty, M.K. (2008). (PDF). Advances in Space Research. 41 (8): 1310—18. Bibcode:2008AdSpR..41.1310R. doi:10.1016/j.asr.2007.07.037. Архів оригіналу (PDF) за 15 лютого 2012. Процитовано 14 грудня 2016.
  • Santos-Costa, D.; Bourdarie, S.A. (2001). Modeling the inner Jovian electron radiation belt including non-equatorial particles. Planetary and Space Science. 49 (3–4): 303—312. Bibcode:2001P&SS...49..303S. doi:10.1016/S0032-0633(00)00151-3.
  • Smith, E. J.; Davis, L. Jr. та ін. (1974). The Planetary Magnetic Field and Magnetosphere of Jupiter: Pioneer 10. Journal of Geophysical Research. 79 (25): 3501—13. Bibcode:1974JGR....79.3501S. doi:10.1029/JA079i025p03501.
  • Troutman, P.A.; Bethke, K. та ін. (28 січня 2003). Revolutionary concepts for Human Outer Planet Exploration (HOPE). American Institute of Physics Conference Proceedings. 654: 821—828. doi:10.1063/1.1541373.
  • Williams, D.J.; Mauk, B.; McEntire, R. W. (1998). Properties of Ganymede's magnetosphere as revealed by energetic particle observations. Journal of Geophysical Research. 103 (A8): 17, 523—534. Bibcode:1998JGR...10317523W. doi:10.1029/98JA01370.
  • Wolverton, M. (2004). The Depths of Space. Joseph Henry Press. ISBN .
  • Zarka, P.; Kurth, W. S. (1998). Auroral radio emissions at the outer planets: Observations and theory. Journal of Geophysical Research. 103 (E9): 20, 159—194. Bibcode:1998JGR...10320159Z. doi:10.1029/98JE01323.
  • Zarka, P.; Kurth, W. S. (2005). Radio wave emissions from the outer planets before Cassini. Space Science Reviews. 116 (1–2): 371—397. Bibcode:2005SSRv..116..371Z. doi:10.1007/s11214-005-1962-2.

Рекомендовані джерела

  • Carr, Thomas D.; Gulkis, Samuel (1969). The magnetosphere of Jupiter. Annual Review of Astronomy and Astrophysics. 7 (1): 577—618. Bibcode:1969ARA&A...7..577C. doi:10.1146/annurev.aa.07.090169.003045.
  • Edwards, T.M.; Bunce, E.J.; Cowley, S.W.H. (2001). A note on the vector potential of Connerney et al.'s model of the equatorial current sheet in Jupiter's magnetosphere. Planetary and Space Science. 49 (10–11): 1115—23. Bibcode:2001P&SS...49.1115E. doi:10.1016/S0032-0633(00)00164-1.
  • Gladstone, G.R.; Waite, J.H.; Grodent, D. (2002). . Nature. 415 (6875): 1000—03. Bibcode:2002Natur.415.1000G. doi:10.1038/4151000a. PMID 11875561. Архів оригіналу за 27 серпня 2010. Процитовано 14 грудня 2016.
  • Kivelson, Margaret G.; Khurana, Krishan K.; Walker, Raymond J. (2002). (PDF). Journal of Geophysical Research. 107 (A7): 1116. Bibcode:2002JGRA..107.1116K. doi:10.1029/2001JA000251. Архів оригіналу (PDF) за 29 вересня 2011. Процитовано 14 грудня 2016.
  • Kivelson, M.G. (2005). (PDF). Advances in Space Research. 36 (11): 2077—89. Bibcode:2005AdSpR..36.2077K. doi:10.1016/j.asr.2005.05.104. Архів оригіналу (PDF) за 29 вересня 2011. Процитовано 14 грудня 2016.
  • Kivelson, Margaret G.; Southwood, David J. (2003). (PDF). Planetary and Space Science. 51 (A7): 891—98. Bibcode:2003P&SS...51..891K. doi:10.1016/S0032-0633(03)00075-8. Архів оригіналу (PDF) за 29 вересня 2011. Процитовано 14 грудня 2016.
  • McComas, D.J.; Allegrini, F.; Bagenal, F. та ін. (2007). Diverse Plasma Populations and Structures in Jupiter's Magnetotail. Science. 318 (5848): 217—20. Bibcode:2007Sci...318..217M. doi:10.1126/science.1147393. PMID 17932282.
  • Maclennan, G.G.; Maclennan, L.J.; Lagg, Andreas (2001). Hot plasma heavy ion abundance in the inner Jovian magnetosphere (<10 Rj). Planetary and Space Science. 49 (3–4): 275—82. Bibcode:2001P&SS...49..275M. doi:10.1016/S0032-0633(00)00148-3.
  • Russell, C.T.; Yu, Z.J.; Kivelson, M.G. (2001). (PDF). Geophysics Research Letters. 28 (10): 1911—12. Bibcode:2001GeoRL..28.1911R. doi:10.1029/2001GL012917. Архів оригіналу (PDF) за 29 вересня 2011. Процитовано 14 грудня 2016.
  • Zarka, Philippe; Queinnec, Julien; Crary, Frank J. (2001). Low-frequency limit of Jovian radio emissions and implications on source locations and Io plasma wake. Planetary and Space Science. 49 (10–11): 1137—49. Bibcode:2001P&SS...49.1137Z. doi:10.1016/S0032-0633(01)00021-6.
  • Юпитер — происхождение и внутреннее строение, спутники. под ред. Т. Герелеса; Москва «Мир», 1978 (рос.)
  • М. Я. Маров, Планеты Солнечной системы; Москва «Наука», 1986 (рос.)

Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет

Magnitosfe ra Yupi tera porozhnina stvorena v sonyachnomu vitri planetarnim magnitnim polem Yupitera de vidbuvayutsya riznomanitni procesi vzayemodiyi sonyachnogo vitru mizhplanetnogo magnitnogo polya vlasnogo magnitnogo polya Yupitera ta plazmi sho jogo otochuye Vona prostyagayetsya na ponad 7 miljoniv kilometriv u napryamku do Soncya i majzhe do orbiti Saturna u protilezhnomu napryamku Magnitosfera Yupitera ye najbilshoyu i najpotuzhnishoyu sered usih planetarnih magnitosfer Sonyachnoyi sistemi a za ob yemom ye najbilshoyu neperervnoyu strukturoyu v Sonyachnij sistemi pislya geliosferi Shirsha ta bilsh ploska nizh magnitosfera Zemli yupiterianska na kilka poryadkiv velichini potuzhnisha a yiyi magnitnij moment priblizno u 18 000 raziv bilshij Isnuvannya magnitosferi Yupitera bulo viyavleno v hodi radiosposterezhen naprikinci 1950 h rokiv vpershe bezposeredno sposterigalasya korablem Pioner 10 1973 roku Magnitosfera YupiteraVidkrittyaPershovidkrivach Pioner 10Data vidkrittya Gruden 1973Vnutrishnye poleRadius Yupitera 71 492 kmMagnitnij moment 1 56 1020 Tl m Ekvatorialna napruzhenist polya 428 mkTl 4 28 Gs Nahil dipolya 10 Dovgota osi dipolya 159 Period obertannya 9 god 55 hv 29 7 0 1 sHarakteristiki sonyachnogo vitruShvidkist 400 km sNapruzhenist en 1 nTlGustina 0 4 sm 3Harakteristiki magnitosferiDistanciya golovnoyi udarnoyi hvili 82 RJDistanciya magnitopauzi 50 100 RJDovzhina hvosta magnitosferi ponad 7000 RJGolovni ioni O S i H Dzherela plazmi Io sonyachnij viter ionosferaShvidkist pritoku masi 1000 kg sMaksimalna shilnist plazmi 2000 sm 3Maksimalna energiya chastinok Ponad 100 MeVPolyarne syajvoSpektr radioviprominyuvannya blizhnye ICh UF i rentgenivskeZagalna potuzhnist 100 TVtChastoti radioviprominyuvannya 0 01 40 MGc Vnutrishnye magnitne pole Yupitera generuyetsya elektrichnim strumom sho teche u zovnishnomu yadri planeti yake skladayetsya z metalichnogo vodnyu Vulkanichni viverzhennya na suputniku Yupitera Io vikidayut veliku kilkist oksidu sirki v kosmos formuyuchi velikij gazovij tor navkolo planeti Sili magnitnogo polya Yupitera zmushuyut tor obertatisya z tiyeyu zh kutovoyu shvidkistyu i v tomu zh napryamku sho i planeta Tor popovnyuye magnitne pole planeti plazmoyu yaka v procesi obertannya roztyaguyetsya v blinopodibnu strukturu vidomu yak magnitnij disk Po suti magnitosfera Yupitera formuyetsya plazmoyu Io ta yiyi vlasnim obertannyam znachno bilshoyu miroyu nizh sonyachnim vitrom na vidminu vid zemnoyi Potuzhni strumi sho protikayut v magnitosferi ye prichinoyu stijkih polyarnih syajv navkolo planetarnih polyusiv i pomitnih kolivan u radioviprominyuvanni sho oznachaye sho Yupiter mozhe u deyakih vidnoshennyah rozglyadatisya yak duzhe slabkij radiopulsar Polyarni syajva Yupitera sposterigalisya majzhe u vsih chastinah elektromagnitnogo spektra vklyuchayuchi infrachervonu vidimu ultrafioletovu ta m yaku rentgenivsku Diya magnitosferi zahoplyuye u pastku ta priskoryuye chastinki stvoryuyuchi intensivni radiacijni poyasi podibni do zemnih poyasiv Van Allena ale u tisyachi raziv potuzhnishi Vzayemodiya energetichnih chastinok iz poverhneyu najbilshih suputnikiv Yupitera pomitno vplivaye na yihnij himichnij sklad i fizichni harakteristiki Vpliv cih chastinok poznachayetsya i na ruhu pilu ta kam yanih ulamkiv vseredini neznachnoyi kilcevoyi planetarnoyi sistemi Yupitera Radiacijni poyasi ye duzhe nebezpechnimi dlya kosmichnih korabliv i potencijnih pilotovanih ekspedicij StrukturaMagnitosfera Yupitera ce skladna struktura yaka vklyuchaye v sebe golovnu udarnu hvilyu magnitopauzu magnitodisk ta inshi komponenti Magnitne pole navkolo Yupitera stvoryuyetsya za rahunok cilogo ryadu yavish napriklad za rahunok ridinnoyi cirkulyaciyi v yadri planeti vnutrishnye pole elektrichnim strumom u plazmi yaka otochuye Yupiter i strumami sho techut na mezhi planetarnoyi magnitosferi Magnitosfera zanurena v plazmu sonyachnogo vitru sho nese z soboyu en Vnutrishnye magnitne pole Bilsha chastina magnitnogo polya Yupitera podibno do zemnogo generuyetsya vnutrishnim dinamo sho pidtrimuyetsya cirkulyaciyeyu elektroprovidnoyi ridini v zovnishnomu yadri Ale v toj chas yak zemne yadro skladayetsya z rozplavlenogo zaliza j nikelyu yadro Yupitera skladayetsya z metalichnogo vodnyu Podibno do zemnogo magnitne pole Yupitera ye perevazhno dipolem z pivnichnim i pivdennim magnitnimi polyusami na protilezhnih kincyah magnitnoyi osi Odnak na Yupiteri pivnichnij i pivdennij magnitni polyusi dipolya lezhat v odnojmennih pivkulyah planeti u toj chas yak na Zemli navpaki pivnichnij magnitnij polyus dipolya roztashovanij u pivdennij pivkuli a pivdennij u pivnichnij Magnitne pole Yupitera mistit i vishi multipolni komponenti kvadrupolnu oktupolnu i t d ale voni yak minimum na poryadok slabshi vid dipolnoyi komponenti Dipol nahilenij priblizno na 10 vidnosno osi obertannya Yupitera cej nahil blizkij do zemnogo 11 3 Ekvatorialna indukciya magnitnogo polya stanovit blizko 428 mkTl 4 28 Gs priblizno v 10 raziv bilshe vid zemnoyi sho vidpovidaye magnitnomu momentu dipolya blizko 1 53 1020 Tl m u 18 000 raziv bilshe vid zemnogo Magnitne pole Yupitera obertayetsya z tiyeyu zh kutovoyu shvidkistyu sho j oblast pid atmosferoyu z periodom 9 god 55 hv Niyakih pomitnih zmin u potuzhnosti chi strukturi ne sposterigalosya z momentu pershih vimiryuvan Pionera 10 v seredini 1970 h Rozmir i forma Vnutrishnye magnitne pole Yupitera stvoryuye pereshkodu na shlyahu sonyachnogo vitru potoku ionizovanih chastinok sho vihodyat iz verhnoyi sonyachnoyi atmosferi zavazhayuchi potokam ioniv dosyagati atmosferi Yupitera vidhilyayuchi yih vid planeti i stvoryuyuchi svoyeridnu porozhninu v sonyachnomu vitri sho nazivayetsya magnitosferoyu yaka skladayetsya z plazmi sho vidriznyayetsya vid plazmi sonyachnogo vitru Magnitosfera Yupitera nastilki velika sho yaksho v nij rozmistiti Sonce navit z jogo vidimoyu koronoyu to tam vse odno zalishitsya dostatno prostoru Yaksho b yiyi mozhna bulo sposterigati z Zemli vona b zajmala na nebi prostir u p yat z lishkom raziv bilshij povnogo misyacya nezvazhayuchi na te sho Yupiter roztashovuyetsya bilsh nizh u 1700 raziv dali vid Misyacya Yak i u vipadku z zemnoyu magnitosferoyu mezha sho rozdilyaye shilnishu j holodnishu plazmu sonyachnogo vitru vid garyachishoyi ta mensh shilnoyi v magnitosferi Yupitera nazivayetsya magnitopauzoyu Vidstan mizh magnitopauzoyu ta centrom planeti stanovit vid 45 do 100 RJ de RJ 71 492 km radius Yupitera na en nefiksovanij tochci na poverhni planeti de Sonce bude perebuvati bezposeredno nad sposterigachem Polozhennya magnitopauzi zalezhit vid tisku sho chinit sonyachnij viter yakij v svoyu chergu zalezhit vid rivnya sonyachnoyi aktivnosti Pered magnitopauzoyu na vidstani vid 80 do 130 RJ vid centra planeti roztashovuyetsya golovna udarna hvilya hvilepodibne zburennya v sonyachnomu vitri viklikane jogo zitknennyam z magnitosferoyu Oblast mizh magnitopauzoyu ta golovnoyu udarnoyu hvileyu nazivayetsya en abo magnitosharom Shematichne zobrazhennya magnitosferi de plazmosfera 7 povernuta do tora z plazmi ta magnitosharu Za nichnoyu storonoyu planeti sonyachnij viter vityaguye liniyi magnitnogo polya Yupitera v dovgij vityagnutij yakij chasom vityaguyetsya navit za orbitu Saturna Za svoyeyu strukturoyu hvist magnitosferi Yupitera nagaduye zemnij Vin skladayetsya z dvoh pelyustok oblasti vidmicheni blakitnim na shemi Magnitne pole u pivdennij pelyustci napravlene v bik Yupitera a u pivnichnij vid nogo Pelyustki rozdileni tonkim prosharkom plazmi sho nazivayetsya hvostovim en vityagnuta oranzheva zona na shemi Yak i zemnij yupiterianskij magnitosfernij hvist ce kanal cherez yakij sonyachna plazma potraplyaye u vnutrishni regioni magnitosferi de nagrivayetsya ta formuye radiacijni poyasi na vidstani mensh nizh 10 RJ vid Yupitera Forma magnitosferi Yupitera opisana vishe pidtrimuyetsya 1 nejtralnim strumovim sharom takozh vidomim yak magnitohvostovij strum yakij teche v napryamku obertannya Yupitera cherez hvostovij plazmovij shar 2 potokami plazmi vseredini hvosta sho techut proti obertannya Yupitera na zovnishnij mezhi hvosta magnitosferi i 3 magnitopauznimi strumami abo strumami Chapmana Ferraro yaki techut proti obertannya planeti na dennij storoni magnitopauzi Ci strumi stvoryuyut magnitne pole yake obnulyaye kompensuye vnutrishnye pole Yupitera za mezhami magnitosferi Voni takozh aktivno vzayemodiyut iz sonyachnim vitrom Tradicijno magnitosferu Yupitera podilyayut na tri chastini vnutrishnyu serednyu ta zovnishnyu magnitosferu Vnutrishnya lezhit na vidstani do 10 RJ vid centra planeti Magnitne pole vseredini neyi ye perevazhno dipolem tomu sho vnesok vid strumiv sho prohodyat cherez ekvatorialnij plazmovij shar tut duzhe neznachnij V serednij mizh 10 i 40 RJ ta zovnishnij dali 40 RJ magnitosferi magnitne pole vidhilyayetsya vid dipolnoyi strukturi ta serjozno zburyuyetsya diyeyu plazmovogo sharu div nizhche rozdil Magnitnij disk Rol Io Vzayemodiya Io z magnitosferoyu Yupitera Plazmovij tor Io vidilenij zhovtim Hocha v cilomu magnitosfera Yupitera nagaduye za formoyu zemnu poblizu vid planeti yihni strukturi silno vidriznyayutsya Io vulkanichno aktivnij suputnik Yupitera ye potuzhnim dzherelom plazmi ta shosekundi popovnyaye magnitosferu Yupitera 1000 kg novoyi rechovini Silni vulkanichni viverzhennya na Io pidijmayut u vidkritij kosmos sirchistij gaz bilsha chastina yakogo disociyuye na atomi ta ionizuyetsya sonyachnoyu ultrafioletovoyu radiaciyeyu V rezultati utvoryuyutsya ioni sirki ta kisnyu S O S2 i O2 Ci ioni zalishayut atmosferu suputnika formuyuchi plazmovij tor Io masivne ta vidnosno holodne kilce z plazmi yake otochuye Yupiter vzdovzh orbiti suputnika Temperatura plazmi vseredini tora dosyagaye 10 100 eV 100 000 1 000 000 K sho nabagato nizhche nizh energiya chastinok u radiacijnih poyasah 10 keV 100 mln K Vmorozhene u plazmu vseredini tora magnitne pole Yupitera sprichinyaye yiyi obertannya z tim zhe periodom sho i sam Yupiter take sinhronne obertannya nazivayetsya korotaciyeyu Tor Io silno vplivaye na dinamiku vsiyeyi magnitosferi Yupitera V rezultati kilkoh procesiv sered yakih golovnu rol vidigrayut difuziya ta obminna nestijkist plazma povilno zalishaye okoli planeti Koli plazma viddalyayetsya vid Yupitera radialni strumi sho protikayut kriz neyi postupovo zbilshuyut svoyu shvidkist pidtrimuyuchi korotaciyu Ci radialni strumi takozh ye dzherelom azimutalnoyi komponenti magnitnogo polya yaka v rezultati proginayetsya nazad vidnosno napryamku obertannya Koncentraciya chastinok u plazmi zmenshuyetsya z 2000 sm 3 v tori Io do blizko 0 2 sm 3 na vidstani 35 RJ V serednij magnitosferi na vidstani ponad 20 RJ vid Yupitera korotaciya postupovo pripinyayetsya i plazma obertayetsya povilnishe nizh planeta Nareshti na vidstani ponad 40 RJ u zovnishnij magnitosferi plazma ostatochno zalishaye magnitne pole ta vihodit u mizhplanetnij prostir cherez hvist magnitosferi Ruhayuchis nazovni holodna ta shilna plazma minyayetsya miscyami z garyachoyu rozridzhenoyu plazmoyu z temperaturoyu 20 keV 200 mln K chi vishe sho ruhayetsya z zovnishnoyi magnitosferi Cya plazma nablizhayuchis do Yupitera ta stiskayuchis adiabatichno nagrivayetsya formuyuchi radiacijni poyasi u vnutrishnij magnitosferi Magnitnij disk Na vidminu vid magnitnogo polya Zemli sho maye priblizno kraplepodibnu formu pole Yupitera bilsh splyushene bilshe nagaduye disk i periodichno gojdayetsya vidnosno osi Golovnoyu prichinoyu takoyi diskopodibnoyi konfiguraciyi ye vidcentrova sila sho viklikayetsya korotaciyeyu plazmi ta magnitnogo polya a takozh teplovim tiskom garyachoyi plazmi Obidva yavisha prizvodyat do roztyaguvannya linij magnitnogo polya formuyuchi na vidstani ponad 20 RJ vid planeti splyushenu blinopodibnu strukturu vidomu yak magnitnij disk U serednij ploshini priblizno poblizu magnitnogo ekvatora cej disk mistit tonkij strumovij shar Liniyi magnitnogo polya napravleni vid Yupitera nad cim sharom i do Yupitera pid nim Plazma sho nadhodit vid Io znachno zbilshuye rozmiri magnitosferi Yupitera oskilki magnitnij disk stvoryuye dodatkovij vnutrishnij tisk yakij vrivnovazhuye tisk sonyachnogo vitru Vidstan vid planeti do magnitopauzi u pidsonyachnij tochci yaka dorivnyuye v serednomu 75 RJ za vidsutnosti Io zmenshilasya b do 43 RJ DinamikaRotaciya ta radialni strumi Magnitne pole Yupitera ta rotaciya strumiv Osnovnim rushiyem magnitosferi Yupitera ye proces obertannya planeti V comu vidnoshenni Yupiter shozhij na pristrij sho nazivayetsya unipolyarnim generatorom Koli Yupiter obertayetsya jogo ionosfera ruhayetsya vidnosno dipolnogo magnitnogo polya planeti Oskilki dipolnij magnitnij moment vkazuye v napryamku obertannya sila Lorenca yaka vinikaye v rezultati cogo ruhu peremishuye negativno zaryadzheni elektroni do polyusiv a pozitivno zaryadzheni ioni do ekvatora Yak rezultat polyusi stayut negativno zaryadzhenimi a regioni blizki do ekvatora pozitivno Oskilki magnitosfera Yupitera napovnena visokoprovidnoyu plazmoyu elektrichne kolo zamikayetsya cherez neyi Strum sho nazivayetsya postijnim teche vzdovzh linij magnitnogo polya z ionosferi v ekvatorialnij plazmovij shar Potim strum radialno poshiryuyetsya vid planeti vseredini ekvatorialnogo plazmovogo sharu i zreshtoyu povertayetsya v planetarnu ionosferu z zovnishnih oblastej magnitosferi po silovih liniyah z yednanih iz polyusami Strumi yaki rahuyutsya vzdovzh silovih linij magnitnogo polya zazvichaj nazivayut en Radialni strumi vzayemodiyut z magnitnim polem planeti i sila Lorenca sho utvoryuyetsya pri comu priskoryuye magnitosfernu plazmu u napryamku planetarnogo obertannya Ce golovnij mehanizm yakij pidtrimuye rotaciyu plazmi v magnitosferi Yupitera Strum sho protikaye z ionosferi u plazmovij shar osoblivo silnij koli vidpovidna chastina plazmovogo sharu obertayetsya povilnishe nizh planeta Rotaciya pogirshuyetsya v regioni mizh 20 i 40 RJ vid Yupitera Cej region vidpovidaye magnitodisku de magnitne pole silno roztyagnute Silnij postijnij strum u magnitodisku utvoryuyetsya v strogo viznachenomu diapazoni shirot blizko 16 1 vid magnitnih polyusiv Yupitera Ci vuzki regioni vidpovidayut golovnim ovalam polyarnih syajv Yupitera div nizhche Obernenij strum sho protikaye iz zovnishnoyi magnitosferi v rajoni 50 RJ vhodit v ionosferu Yupitera nepodalik vid polyusiv i zamikaye elektrichne kolo Povnij radialnij strum ocinyuyetsya vid 60 do 140 miljoniv amper Priskorennya plazmi v hodi rotaciyi prizvodit do peretvorennya energiyi obertannya Yupitera v kinetichnu energiyu plazmi U comu smisli magnitosfera Yupitera pidtrimuyetsya obertannyam planeti v toj chas yak zemna perevazhno pidtrimuyetsya sonyachnim vitrom Perestavna nestijkist plazmi ta perezamikannya silovih linij Golovna problema u rozshifrovci dinamiki magnitosferi Yupitera polyagaye v tomu yak vidbuvayetsya peredacha vazhkoyi holodnoyi plazmi z tora Io na distanciyi 6 RJ u zovnishnyu magnitosferu na distanciyi 50 RJ Tochnij mehanizm takoyi peredachi dostovirno ne vidomij ale gipotetichno ce mozhe buti rezultatom difuziyi plazmi v rezultati perestavnoyi nestijkosti plazmi Proces nagaduye nestijkist Releya Tejlora v gidrodinamici U vipadku z magnitosferoyu Yupitera vidcentrova sila vidigraye rol sili tyazhinnya rol vazhkoyi ridini vidigraye holodna i shilna plazma z Io rol legkoyi ridini vidigraye garyacha ta mensh shilna plazma iz zovnishnoyi magnitosferi Perestavna nestijkist plazmi prizvodit do obminu mizh vnutrishnimi ta zovnishnimi chastinami magnitosferi trubkami silovih linij napovnenih plazmoyu Porozhni trubki ruhayutsya v bik planeti v toj chas yak napovneni plazmoyu z Io viddalyayutsya vid Yupitera Cej vzayemnij obmin trubkami silovih linij viklikaye svoyeridnu magnitosfernu turbulentnist Magnitosfera Yupitera tak yak yiyi vidno nad pivnichnim polyusom Cya suto gipotetichna teoriya obminu trubkami silovih linij chastkovo pidtverdilasya pri proloti Galileo yakij viyaviv regioni z ponizhenoyu shilnistyu plazmi ta zbilshennya napruzhenosti polya u vnutrishnij magnitosferi Ci pustoti mozhut vidpovidati praktichno porozhnim trubkam silovih linij sho pribuvayut iz zovnishnoyi magnitosferi U serednij magnitosferi Galileo zafiksuvav yavishe yake vidbuvayetsya koli garyacha plazma z zovnishnoyi magnitosferi zishtovhuyetsya z magnitodiskom sho prizvodit do zbilshennya potoku visokoenergetichnih chastinok i ukriplyuye magnitne pole Odnak mehanizm sho perenosit holodnu plazmu nazovni poki sho nevidomij Koli trubki silovih linij napovneni holodnoyu plazmoyu z Io dosyagayut zovnishnoyi magnitosferi voni prohodyat cherez proces perezamikannya silovih linij yakij viddilyaye magnitne pole vid plazmi Potim vona povertayetsya cherez vnutrishnyu magnitosferu v trubkah silovih linij povnih garyachoyi ta mensh shilnoyi plazmi a ostannya mabut vikidayetsya u hvist magnitosferi u formi plazmoyidiv velikih zgustkiv plazmi Proces perezamikannya silovih linij mozhe vidpovidati globalnim yavisham rekonfiguruvannya yaki sposterigav KA Galileo ta yaki vidbuvalisya regulyarno kozhni 2 3 dni Yavishe rekonfiguraciyi ohoplyuvalo shvidku ta haotichnu zminu napruzhenosti magnitnogo polya ta jogo napryamku a takozh rizki zmini v rusi plazmi yaka pripinyala rotaciyu ta vitikala nazovni V osnovnomu yavishe sposterigalosya u svitankovomu sektori nichnoyi magnitosferi Plazma teche po vidkritih silovih liniyah vzdovzh hvosta magnitosferi i ce nazivayetsya planetarnim vitrom Yavishe perezamikannya silovih linij ye analogom zemnih en v magnitosferi Vidminnist polyagaye v tomu sho zemni subburi peredayut nakopichenu vid sonyachnogo vitru energiyu v magnitnij hvist i vivilnyayut yiyi cherez yavishe perez yednannya v shari z nejtralnih strumiv u hvosti magnitosferi Piznishe formuyetsya plazmoyid yakij ruhayetsya vzdovzh hvosta A v magnitosferi Yupitera energiya obertannya zberigayetsya v magnitodisku ta vivilnyayetsya u viglyadi plazmoyidiv sho viddilyayutsya vid diska Vpliv sonyachnogo vitru V toj chas yak dinamika magnitosferi Yupitera perevazhno zalezhit vid vnutrishnih dzherel energiyi sonyachnij viter vidigraye drugoryadnu rol perevazhno yak dzherelo visokoenergetichnih protoniv Struktura zovnishnoyi magnitosferi demonstruye deyaki yavisha vlastivi magnitosferi yaka formuyetsya sonyachnim vitrom vklyuchayuchi virazhenu rankovo vechirnyu asimetriyu Zokrema magnitni liniyi u vechirnomu sektori nahileni v protilezhnij bik vidnosno rankovogo Krim cogo v rankovij magnitosferi ye vidkriti silovi liniyi z yednani z magnitnim hvostom v toj chas yak u vechirnij magnitosferi silovi liniyi zakriti Ci sposterezhennya vkazuyut na te sho proces perezamikannya silovih linij viklikanij sonyachnim vitrom i vidomij na Zemli yak mozhe takozh vidbuvatisya i v magnitosferi Yupitera Stupin vplivu sonyachnogo vitru na magnitosferu Yupitera narazi nevidoma odnak vin mozhe buti osoblivo silnim u periodi pidvishenoyi sonyachnoyi aktivnosti Radio optichne ta rentgenivske viprominyuvannya polyarnih syajv tak zhe yak i sinhrotronne viprominyuvannya radiacijnih poyasiv korelyuyut iz tiskom sonyachnogo vitru a otzhe sonyachnij viter mozhe vplivati na ruh plazmi i navit regulyuvati vnutrishni procesi v magnitosferi ViprominyuvannyaPolyarni syajva Zobrazhennya polyarnih syajv Yupitera pokazani osnovni ovali polyarnih syajv polyarne viprominyuvannya ta plyami stvoreni prirodnimi suputnikami Yupitera Na Yupiteri postijno v rajoni oboh polyusiv vidbuvayutsya yaskravi polyarni syajva Na vidminu vid zemnih polyarnih syajv yaki minayut shvidko i vidbuvayutsya lishe pid chas pidvishenoyi sonyachnoyi aktivnosti polyarni syajva Yupitera postijni hocha yihnya intensivnist zminyuyetsya z chasom Voni skladayutsya z troh golovnih komponentiv osnovnih ovaliv yaskravih vidnosno vuzkih menshe 1000 km u shirinu krugopodibnih utvoren sho prostyagayutsya na blizko 16 vid magnitnih polyusiv polyarnih plyam vid prirodnih suputnikiv planeti yaki vidpovidayut slidam magnitnih silovih linij sho pov yazuyut ionosferu Yupitera z najbilshimi suputnikami i korotkochasnih vikidiv polyarnogo viprominyuvannya v rajoni osnovnogo ovalu Viprominyuvannya polyarnih syajv Yupitera bulo viyavlene u vsih chastinah elektromagnitnogo spektra vid radioviprominyuvannya do rentgenivskogo azh do 3 keV najyaskravishe voni viprominyuyut u serednomu infrachervonomu dovzhina hvili 3 4 mkm i 7 14 mkm i v dalnomu ultrafioletovomu spektralnih regionah dovzhina hvili 80 180 nm Osnovni ovali golovna skladova polyarnih syajv Yupitera U nih stabilna forma ta roztashuvannya ale yihnya intensivnist silno zalezhit vid tisku sonyachnogo vitru chim silnishij sonyachnij viter tim slabshi syajva Osnovni ovali pidtrimuyutsya silnim nadhodzhennyam elektroniv priskorenih elektrichnim potencialom plazmi z magnitodiska ta ionosferi Yupitera Ci elektroni nesut iz soboyu strumi Birkelanda yaki pidtrimuyut rotaciyu plazmi v magnitodisku Elektrichnij potencial pripinyaye rosti tomu sho rozridzhena plazma zzovni ekvatorialnogo sharu mozhe bez cih strumiv perenositi lishe strum obmezhenoyi sili Elektroni mayut energiyu v diapazoni 10 100 keV i pronikayut gliboko v atmosferu Yupitera de voni ionizuyut ta zbudzhuyut molekulyarnij voden viklikayuchi ultrafioletove viprominyuvannya Povna energiya sho nadhodit v ionosferu stanovit vid 10 do 100 TVt Strumi sho protikayut cherez ionosferu nagrivayut yiyi v hodi procesu yakij nazivayetsya dzhoulevim nagrivannyam Cej proces sho viroblyaye do 300 TVt energiyi vidpovidaye za silne infrachervone viprominyuvannya vid polyarnih syajv Yupitera ta chastkovo za nagrivannya termosferi Yupitera Tak zvani plyami buli viyavleni u vidpovidnosti z troma galileyevimi suputnikami Io Yevropa ta Ganimed Voni pomitni cherez te sho rotaciya plazmi spovilnyuyetsya bezposeredno bilya suputnikiv Najyaskravisha plyama nalezhit Io osnovnomu dzherelu plazmi v magnitosferi div vishe Plyama Io jmovirno pov yazana z alvenivskimi hvilyami sho jdut vid ionosferi Yupitera v ionosferu Io Plyami Yevropi ta Ganimeda nabagato slabshi tomu sho ci suputniki ye slabkimi dzherelami plazmi cherez viparovuvannya vodyanogo lodu z yihnih poverhon Potuzhnist viprominyuvannya polyarnih syajv Yupitera v riznih chastinah spektra Viprominyuvannya Yupiter Plyama Io Radio lt 0 3 MGc 1 GVt Radio 0 3 3 MGc 10 GVt Radio 3 40 MGc 100 GVt 0 1 1 GVt Infrachervone vuglevodni 7 14 mkm 40 TVt 30 100 GVt Infrachervone H3 3 4 mkm 4 8 TVt Vidime 0 385 1 mkm 10 100 GVt 0 3 GVt Ultrafioletove 80 180 nm 2 10 TVt 50 GVt Rentgenivske 0 1 3 keV 1 4 GVt Yaskravi dugi ta plyami chas vid chasu z yavlyayutsya vseredini osnovnih ovaliv Ci korotkochasni yavisha pov yazuyut iz vzayemodiyeyu z sonyachnim vitrom Silovi liniyi magnitnogo polya v comu regioni abo vidkriti abo vidobrazhayutsya na hvosti magnitosferi Vtorinni ovali sho sposterigayutsya vseredini osnovnih mozhut vidnositisya do granici mizh vidkritimi ta zakritimi silovimi liniyami magnitnogo polya abo do Viprominyuvannya polyarnih syajv Yupitera nagaduye ti sho vinikayut navkolo zemnih polyusiv i ti j inshi z yavlyayutsya koli elektroni priskoreni v napryamku planeti prohodyat proces perezamikannya magnitnih silovih linij Soncya z planetarnimi Regioni v mezhah osnovnih ovaliv viprominyuyut nemalo rentgenivskogo viprominyuvannya U spektri rentgenivskogo polyarnogo viprominyuvannya ye spektralni liniyi silno ionizovanogo kisnyu ta sirki yaki mabut z yavlyayutsya koli visokoenergetichni sotni kiloelektronvolt S i O ioni osidayut v polyarnu atmosferu Yupitera Prichina cogo osidannya zalishayetsya poki sho nevidomoyu Yupiter yak pulsar Yupiter potuzhne dzherelo radiohvil v diapazoni vid kilkoh kilogerc do desyatkiv megagerc Radiohvili z chastotami menshe nizh blizko 0 3 MGc a otzhe z dovzhinoyu hvil ponad 1 km nazivayut yupiterianskim kilometrovim viprominyuvannyam skorocheno angl KOM Radiohvili v diapazoni vid 0 3 do 3 MGc z dovzhinoyu hvil vid 100 do 1000 m nazivayut gektometrovim viprominyuvannyam skorocheno angl HOM a viprominyuvannya mizh 3 i 40 MGc z dovzhinoyu hvil vid 10 do 100 m nazivayut dekametrovim viprominyuvannyam skorocheno angl DAM Radioviprominyuvannya z periodichnistyu priblizno 10 godin yake vpershe sposterigalosya z kosmosu na Zemli nalezhalo Yupiteru Najsilnisha dilyanka dekametrovogo viprominyuvannya yake stosuyetsya Io ta sistemi strumiv Io Yupiter nazivayetsya skorocheno angl Io DAM Spektr radioviprominyuvannya Yupitera u spivvidnoshenni zi spektrom chotiroh inshih namagnichenih planet de N T S U oznachaye Neptun Zemlya Saturn i Uran a KR oznachaye kilometrovu radiaciyu Bilshist cogo viprominyuvannya jmovirno stvoryuyetsya za rahunok mehanizmu yakij nazivayetsya ciklotronnoyu mazernoyu nestijkistyu i yakij mozhna sposterigati poblizu regioniv polyarnih syajv koli elektroni peremishuyutsya mizh polyusami Elektroni zalucheni v generaciyu radiohvil mozhlivo ti zh sami sho perenosyat strumi z polyusiv planeti v magnitodisk Intensivnist radioviprominyuvannya Yupitera zazvichaj plavno zminyuyetsya z chasom odnak Yupiter periodichno viprominyuye korotki ta potuzhni spleski viprominyuvannya S spleski yaki mozhut perevishuvati inshi komponenti Povna viprominyuvalna zdatnist DAM komponenta stanovit blizko 100 GVt sukupna dlya HOM KOM komponentiv blizko 10 GVt Dlya porivnyannya sukupna potuzhnist radioviprominyuvannya z Zemli stanovit lishe 0 1 GVt Radio ta korpuskulyarne viprominyuvannya Yupitera strogo priv yazane do obertannya planeti sho robit planetu desho shozhoyu na pulsar Periodichnist modulyacij jmovirno priv yazana do asimetriyi v magnitosferi Yupitera a ta v svoyu chergu pov yazana z nahilom magnitnogo momentu vidnosno osi obertannya planeti ta z visokoshirotnimi magnitnimi anomaliyami Fizika yaka keruye spleskami v radioviprominyuvanni Yupitera shozha na taku zh u pulsariv Vidriznyayutsya lishe masshtabi i tomu Yupiter neridko vvazhayut duzhe nevelikim pulsarom Pomicheno sho spleski v radioviprominyuvanni Yupitera takozh pov yazani z pidvishennyam sonyachnoyi aktivnosti Na dodatok do vidnosno dovgohvilovogo radioviprominyuvannya Yupiter takozh viprominyuye sinhrotronne viprominyuvannya takozh vidome yak decimetrove viprominyuvannya Yupitera abo angl DIM na chastotah 0 1 15 GGc dovzhina hvil vid 3 m do 2 sm yake ye galmivnim viprominyuvannyam relyativistskih elektroniv zahoplenih u vnutrishni radiacijni poyasi planeti Energiya elektroniv sho suprovodzhuyut DIM viprominyuvannya dorivnyuye 0 1 100 meV a golovnij vnesok u nogo roblyat elektroni z energiyeyu vid 1 do 20 meV Ce viprominyuvannya dobre zrozumile ta vivchene vikoristovuvalosya z pochatku 1960 h rokiv dlya vivchennya strukturi planetarnogo magnitnogo polya ta radiacijnih poyasiv Chastinki v radiacijnih poyasah pohodyat iz zovnishnoyi magnitosferi ta adiabatichno priskoryuyutsya koli potraplyayut u vnutrishnyu Magnitosfera Yupitera vikidaye potoki z visokoenergetichnih elektroniv ta ioniv z energiyeyu do desyatkiv meV yaki dosyagayut zemnoyi orbiti Ci potoki chastinok visoko en ta vidriznyayutsya zalezhno vid periodu obertannya planeti yak i radioviprominyuvannya U comu vidnoshenni Yupiter takozh nagaduye pulsar Vzayemodiya z kilcyami ta suputnikamiDokladnishe Kilcya Yupitera ta Kosmichne vivitryuvannya Velika magnitosfera Yupitera ohoplyuye orbiti chotiroh galileyevih suputnikiv i kilcevu sistemu Obertayuchis po orbiti poblizu vid magnitnogo ekvatora ci tila ye i dzherelami i poglinachami magnitosfernoyi plazmi a energetichni chastinki z magnitosferi zminyuyut yihni poverhni Chastinki rozpilyuyut rechovinu z poverhni ta viklikayut himichni reakciyi cherez radioliz Plazmova rotaciya z planeti oznachaye sho plazma perevazhno vzayemodiye z veduchimi pivkulyami suputnikiv viklikayuchi asimetriyu pivkul Z inshogo boku veliki magnitni polya suputnikiv roblyat svij vnesok u magnitosferu Yupitera Minlivist radiacijnih poyasiv Yupitera Blizki do Yupitera planetarni kilcya ta mali suputniki poglinayut visokoenergetichni chastinki z energiyeyu ponad 10 keV z radiacijnih poyasiv Ce pomitno zminyuye prostorovij rozpodil poyasiv ta vplivaye na decimetrove sinhrotronne viprominyuvannya Cikavo sho same isnuvannya kilec Yupitera bulo pripushene na osnovi danih z kosmichnogo aparata Pioner 11 yakij viyaviv rizke padinnya kilkosti visokoenergetichnih ioniv poblizu planeti Planetarne magnitne pole silno vplivaye na ruh submikrometrovih chastinok kilec yaki otrimuyut elektrichnij zaryad pid vplivom sonyachnogo ultrafioletu Yih povedinka podibna do povedinki rotacijnih ioniv Rezonansna vzayemodiya mizh rotacijnim i orbitalnim ruhom vidpovidaye za poyavu tak zvanogo kilcya galo roztashovanogo mizh 1 4 i 1 71 RJ vid planeti yake skladayetsya z submikrometrovih chastinok na silno nahilenih orbitah ta orbitah z visokim ekscentrisitetom Chastinki pohodyat z golovnogo kilcya koli voni drejfuyut u bik Yupitera yihni orbiti zminyuyutsya u vidpovidnosti z silnim 3 2 rezonansom Lorenca roztashovanim na vidstani 1 71 RJ yakij zbilshuye yihnij nahil ta ekscentrisitet Inshij 2 1 rezonans Lorenca na vidstani 1 4 RJ viznachaye vnutrishnyu mezhu kilcya galo Usi galilyeyevi suputniki mayut tonki atmosferi z tiskom na poverhni v mezhah vid 0 01 do 1 nanobar ale pri comu znachni ionosferi zi shilnistyu elektroniv vid 1 000 do 10 000 sm 3 Rotacijna holodna magnitosferna plazma chastkovo vidvoditsya nimi zavdyaki strumam sho stvoryuyutsya yihnimi ionosferami i stvoryuyut strukturi sho nazivayutsya alvenivskimi krilami Vzayemodiya velikih suputnikiv iz rotacijnimi potokami nagaduye vzayemodiyu sonyachnogo vitru z planetami bez magnitnogo polya takimi yak Venera Zazvichaj shvidkist rotaciyi dozvukova shvidkist zminyuyetsya vid 74 do 328 m s sho pereshkodzhaye formuvannyu golovnoyi udarnoyi hvili Tisk vid rotacijnoyi plazmi vidalyaye gazi z atmosferi suputnikiv osoblivo na Io i bagato yihnih atomiv ionizuyetsya ta zaluchayutsya do rotaciyi Cej proces stvoryuye gazovi ta plazmovi tori poblizu vid orbit suputnikiv i sered nih tor Io ye najpomitnishim Po suti galileyevi suputniki perevazhno Io ye golovnimi dzherelami plazmi u vnutrishnij ta serednij magnitosferi Yupitera V toj zhe chas energetichni chastinki perevazhno ne zalezhat vid alvenivskih kril ta mayut vilnij dostup do poverhni suputnikiv za vinyatkom Ganimeda Plazmovij tor stvorenij Io ta Yevropoyu Krizhani galileyevi suputniki Yevropa Ganimed i Kallisto vsi stvoryuyut indukcijnij magnitnij moment u vidpovid na zmini v magnitnomu poli Yupitera Ci rizni magnitni momenti stvoryuyut dipolni magnitni polya navkolo nih yaki kompensuyut zmini navkolishnogo seredovisha Jmovirno indukciya vidbuvayetsya u pripoverhnevih sharah iz solonoyu vodoyu yaka mabut ye na vsih velikih krizhanih suputnikah Yupitera U cih pidzemnih okeanah moglo b isnuvati zhittya i dokazi yih isnuvannya buli odnim iz najvazhlivishih vidkrittiv Galileo Vzayemodiya magnitosferi Yupitera z Ganimedom u yakogo ye vidpovidnij magnitnij moment vidriznyayetsya vid jogo vzayemodiyi z suputnikami yaki ne mayut magnitnih poliv Vnutrishnye magnitne pole Ganimeda stvoryuye svoyeridnu porozhninu vseredini magnitosferi Yupitera z diametrom priblizno yak dva Ganimedovih svoyeridnu mini magnitosferu vseredini magnitosferi Yupitera Magnitne pole Ganimeda zmushuye rotacijnu plazmu obtikati jogo zboku Ce takozh ye zahistom dlya ekvatorialnih rajoniv suputnika de silovi magnitni liniyi zakriti vid energetichnih chastinok Odnak voni vilno vdaryayutsya ob poverhnyu suputnika v rajoni polyusiv de silovi magnitni liniyi yak i ranishe vidkriti Bagato energetichnih chastinok zahoplyuyetsya v rajoni ekvatora Ganimeda stvoryuyuchi miniatyurni radiacijni poyasi Elektroni velikoyi energiyi sho vhodyat u tonku atmosferu suputnika vidpovidayut za sposterezhuvani na Ganimedi polyarni syajva Zaryadzheni chastinki mayut znachnij vpliv na poverhnevi harakteristiki galileyevih suputnikiv Plazma yaka pohodit z Io vinosit iz soboyu nemalo ioniv sirki ta natriyu daleko vid suputnika de voni osidayut perevazhno na vedenih pivkulyah Yevropi ta Ganimeda Na Kallisto odnak z nevidomih prichin sirka nakopichuyetsya v rajoni veduchoyi pivkuli Plazma takozh shvidshe za vse vidpovidaye za potemninnya vedenih pivkul galileyevih suputnikiv znovu krim Kallisto Elektroni visokoyi energiyi ta ioni yedinim potokom bombarduyut poverhnevij lid suputnikiv i viklikayut yavishe radiolizu vodi ta inshih himichnih spoluk Chastinki visokoyi energiyi rozbivayut vodu na kisen i voden pidtrimuyuchi tonku kisnevu atmosferu krizhanih suputnikiv oskilki voden shvidshe vihodit u kosmos Sered spoluk yaki utvoryuyutsya na poverhnyah galileyevih suputnikiv cherez radioliz takozh ozon i perekis vodnyu Yaksho ye organika chi karbonati dioksid vuglecyu metanol i vugilna kislota takozh povinni buti Za nayavnosti sirki budut prisutnimi taki spoluki yak dioksid sirki ru ta sirchana kislota Okisnyuvachi stvoryuvani cherez radioliz taki yak kisen i ozon mozhut zamerzati v lodah i potraplyati na dno pidlidnih okeaniv i buti mozhlivimi dzherelami dlya zhittya VidkrittyaShlyah KA Uliss cherez magnitosferu Yupitera 1992 roku Pershi svidchennya pro isnuvannya magnitnogo polya v Yupitera z yavilisya 1955 roku z vidkrittyam dekametrovogo radioviprominyuvannya Oskilki spektr dekametrovogo radioviprominyuvannya prostyagavsya do 40 MGc astronomi pripustili sho Yupiter povinen mati magnitne pole z napruzhenistyu blizko 1 mTl 10 Gs 1959 roku sposterezhennya v mikrohvilovij chastini elektromagnitnogo spektra 0 1 10 Gc prizveli do vidkrittya decimetrovogo radioviprominyuvannya Yupitera angl DIM i do usvidomlennya togo sho ce sinhrotronne viprominyuvannya sho viprominyuyetsya en zahoplenimi v radiacijnih poyasah planeti Otrimani dani pro sinhrotronne viprominyuvannya vikoristovuvalisya dlya ocinki kilkosti ta energiyi elektroniv navkolo Yupitera a takozh prizveli do pokrashennya ocinki magnitnogo momentu ta jogo nahilu Do 1973 roku magnitnij moment buv majzhe tochno vidomij a jogo nahil viznachenij yak 10 Modulyaciyi v dekametrovomu diapazoni viklikani Io tak zvane viprominyuvannya Io DAM bulo vidkrite 1964 roku i dozvolilo tochnishe vstanoviti period obertannya Yupitera Ostatochne vidkrittya magnitnogo polya Yupitera vidbulosya 1973 roku koli Pioner 10 proletiv v okolicyah planeti Doslidzhennya pislya 1970 h rokivStanom na 2015 rik v cilomu 8 kosmichnih aparativ prolitali bezposeredno poblizu Yupitera i vsi voni zrobili svij vnesok u rozuminnya magnitosferi ciyeyi planeti giganta Pershim kosmichnim zondom sho dosyagnuv Yupitera buv Pioner 10 u grudni 1973 roku yakij projshov na vidstani 2 9 RJ vid centra planeti Jogo bliznyuk Pioner 11 vidvidav Yupiter na rik piznishe ruhayuchis po visoko nahilenij trayektoriyi ta projshov uzhe blizhche na vidstani 1 6 RJ vid planeti Programa Pioner dopomogla krashe zrozumiti vnutrishnye magnitne pole Yupitera Riven radiaciyi poblizu vid Yupitera viyavivsya u desyat raziv potuzhnishim nizh ochikuvali rozrobniki aparativ Pioner i ce viklikalo sumnivi v tomu sho aparati perezhivut prolit odnak nezvazhayuchi na deyaki zboyi Pioneram vdalosya projti kriz radiacijni poyasi voni zberezheni tim faktom sho magnitosfera Yupitera kolivalasya trohi vgoru po trayektoriyi polotu viddalyayuchis vid aparata Odnak Pioner 11 vtrativ bilshu chastinu fotografij Io cherez zboyi v roboti bortovogo en Nastupni za Pionerami Voyadzheri buli pererobleni takim chinom shob zalishatisya pracezdatnimi navit v agresivnomu radiacijnomu seredovishi Voyadzheri 1 i 2 pribuli do Yupitera v 1979 1980 rokah i ruhalisya praktichno v ekvatorialnij ploshini Voyadzher 1 ruhavsya na vidstani 5 RJ vid centra planeti i pershim zitknuvsya z plazmovim torom Io Voyadzher 2 projshov na vidstani 10 RJ i viyaviv strumi v ekvatorialnij ploshini Nastupnim zondom yakij projshov bilya Yupitera buv Uliss yakij 1992 roku vivchiv polyarnu magnitosferu Galileo obertavsya na orbiti navkolo Yupitera z 1995 po 2003 rik i zabezpechiv vseohopne pokrittya magnitosferi Yupitera v ekvatorialnij ploshini azh do vidstani 100 RJ Takozh buli doslidzheni magnitnij hvist i svitankova ta vechirnya chastini magnitosferi Nezvazhayuchi na te sho Galileo uspishno vitrimav vazhku radiacijnu obstanovku poblizu vid Yupitera vse odno vinikali tehnichni nepoladki Zokrema giroskopi pracyuvali z pomilkami Kilka raziv elektrichni dugi sho prohodili mizh ruhomimi ta neruhomimi chastinami zonda viklikali jogo perehid u en sho prizvelo do povnoyi vtrati danih pro 16 18 i 33 proloti Radiaciya takozh viklika la fazovi zsuvi u kvarcovomu generatori yakij vvazhavsya nadzvichajno stabilnim Koli KA Kassini prolitav bilya Yupitera 2000 roku vin koordinuvav vimiryuvannya z Galileo Ostannim zondom sho prolitav bilya Yupitera buv aparat Novi obriyi 2007 roku sho vikonav unikalni v svoyemu rodi doslidzhennya magnitnogo hvosta i proletivshi vzdovzh nogo 2500 RJ Tim ne menshe ohoplennya ta pokrittya magnitosferi Yupitera zalishayetsya slabkim Majbutni doslidzhennya Yunona napriklad budut mati vazhlive znachennya dlya rozuminnya dinamiki magnitosferi ciyeyi planeti 2003 roku NASA vikonalo j opublikuvalo konceptualne doslidzhennya z nazvoyu Doslidzhennya zovnishnih planet lyudstvom angl HOPE stosovno majbutnogo osvoyennya lyudmi zovnishnoyi Sonyachnoyi sistemi Obgovoryuvalasya mozhlivist pobudovi bazi na poverhni Kallisto zavdyaki nizkomu rivnyu radiaciyi cherez viddalenist vid Yupitera i geologichnij stabilnosti suputnika Kallisto narazi yedinij galileyevij suputnik Yupitera rozvidka yakogo lyudinoyu mozhliva Riven ionizacijnogo viprominyuvannya na Io Yevropi ta Ganimedi ye nesterpnim dlya lyudskogo organizmu ta adekvatni miri protidiyi jomu she dovedetsya rozroblyati PrimitkiPivnichnij i pivdennij polyusi zemnogo magnitnogo dipolya ne slid plutati z pivnichnim i pivdennim magnitnimi polyusami Zemli sho lezhat vidpovidno poblizu pivnichnogo j pivdennogo geografichnih polyusiv Magnitnij moment proporcijnij dobutku ekvatorialnoyi indukciyi polya na kub radiusa planeti yakij dlya Yupitera u 11 raziv bilshij radiusa Zemli Tak azimutalna oriyentaciya dipolya zminilasya menshe nizh na 0 01 Postijnij strum u magnitosferi Yupitera ne slid plutati z postijnim strumom v elektrichnomu koli Ostannij ye alternativoyu zminnogo rozdilyayuchi cyu rol z ionosferoyu Yupitera Kallisto takozh shvidshe za vse maye plyamu odnak na foni osnovnogo ovalu polyarnih syajv vona nepomitna Zvichajne yake ne stosuyetsya Io DAM nabagato slabshe nizh Io DAM i visokochastotnij hvist HOM viprominyuvannya Rezonans Lorenca ce rezonans sho isnuye mizh orbitalnoyu shvidkistyu chastinok i periodom obertannya planeti Yaksho spivvidnoshennya yihnih kutovih chastot dorivnyuye m n racionalne chislo to vcheni nazivayut ce m n rezonansom Lorenca U vipadku z 3 2 rezonansom chastinka na vidstani 1 71 RJ vid Yupitera vstigaye zrobiti 3 oberti navkolo planeti a za cej chas planetarne magnitne pole vstigaye zrobiti dva Na bortu Pionera 10 buv vektornij magnitometr yakij dozvoliv vimiryati magnitne pole napryamu Zond takozh sposterigav za plazmoyu ta energetichnimi chastinkami DzherelaSmith 1974 Blanc 2005 p 238 Table III Khurana 2004 pp 3 5 Russel 1993 p 694 Zarka 2005 pp 375 377 Khurana 2004 pp 1 3 Khurana 2004 pp 5 7 Bolton 2002 Bhardwaj 2000 p 342 Khurana 2004 pp 12 13 Cikavi fakti pro Yupiter Avtor Stepan Sadkov 13 06 2024 Kivelson 2005 pp 303 313 Russel 1993 pp 715 717 Russell 2001 pp 1015 1016 Krupp 2004 pp 15 16 Russel 1993 pp 725 727 Khurana 2004 pp 17 18 Khurana 2004 pp 6 7 Krupp 2004 pp 3 4 Krupp 2004 pp 4 7 Krupp 2004 pp 1 3 Khurana 2004 pp 13 16 Khurana 2004 pp 10 12 Russell 2001 pp 1024 1025 Khurana 2004 pp 20 21 Wolverton 2004 pp 100 157 Russell 2001 pp 1021 1024 Blanc 2005 pp 250 253 Cowley 2001 pp 1069 76 Blanc 2005 pp 254 261 Cowley 2001 pp 1083 87 Russell 2008 Krupp 2007 p 216 Krupp 2004 pp 7 9 Krupp 2004 pp 11 14 Khurana 2004 pp 18 19 Russell 2001 p 1011 Nichols 2006 pp 393 394 Krupp 2004 pp 18 19 Nichols 2006 pp 404 405 Elsner 2005 pp 419 420 Palier 2001 pp 1171 73 Bhardwaj 2000 pp 311 316 Cowley 2003 pp 49 53 Bhardwaj 2000 pp 316 319 Bhardwaj 2000 pp 306 311 Bhardwaj 2000 p 296 Miller et al 2005 s 335 339 Clarke 2002 Blanc 2005 pp 277 283 Bhardwaj 2000 Tables 2 and 5 Palier 2001 pp 1170 71 Zarka 1998 pp 20 160 168 Zarka 1998 pp 20 173 181 Hill 1995 Zarka 2005 pp 371 375 Santos Costa 2001 Zarka 2005 pp 384 385 Krupp 2004 pp 17 18 Kivelson 2004 pp 2 4 Johnson 2004 pp 1 2 Johnson 2004 pp 3 5 Burns 2004 pp 1 2 Burns 2004 pp 12 14 Burns 2004 pp 10 11 Burns 2004 pp 17 19 Kivelson 2004 pp 8 10 Kivelson 2004 pp 1 2 Cooper 2001 pp 137 139 Kivelson 2004 pp 10 11 Kivelson 2004 pp 16 18 Williams 1998 p 1 Cooper 2001 pp 154 156 Johnson 2004 pp 15 19 Hibbitts 2000 p 1 Johnson 2004 pp 8 13 Burke 1955 Drake 1959 Fieseler 2002 Troutman 2003Citovani dzherelaBhardwaj A Gladstone G R 2000 PDF Reviews of Geophysics 38 3 295 353 Bibcode 2000RvGeo 38 295B doi 10 1029 1998RG000046 Arhiv originalu PDF za 28 chervnya 2011 Procitovano 14 grudnya 2016 Blanc M Kallenbach R Erkaev N V 2005 Solar System magnetospheres Space Science Reviews 116 1 2 227 298 Bibcode 2005SSRv 116 227B doi 10 1007 s11214 005 1958 y Bolton S J Janssen M ta in 2002 Nature 415 6875 987 991 Bibcode 2002Natur 415 987B doi 10 1038 415987a PMID 11875557 Arhiv originalu za 7 bereznya 2016 Procitovano 14 grudnya 2016 Burke B F Franklin K L 1955 Observations of a variable radio source associated with the planet Jupiter Journal of Geophysical Research 60 2 213 217 Bibcode 1955JGR 60 213B doi 10 1029 JZ060i002p00213 Burns J A Simonelli D P Showalter Hamilton Porco Throop Esposito 2004 PDF U Bagenal F ta in red Jupiter The Planet Satellites and Magnetosphere Cambridge University Press s 241 Bibcode 2004jpsm book 241B ISBN 0 521 81808 7 Arhiv originalu PDF za 12 travnya 2006 Procitovano 14 grudnya 2016 Clarke J T Ajello J ta in 2002 PDF Nature 415 6875 997 1000 doi 10 1038 415997a PMID 11875560 Arhiv originalu PDF za 21 lipnya 2011 Procitovano 14 grudnya 2016 Cooper J F Johnson R E ta in 2001 PDF Icarus 139 1 133 159 Bibcode 2001Icar 149 133C doi 10 1006 icar 2000 6498 Arhiv originalu PDF za 25 lyutogo 2009 Procitovano 14 grudnya 2016 Cowley S W H Bunce E J 2001 Origin of the main auroral oval in Jupiter s coupled magnetosphere ionosphere system Planetary and Space Science 49 10 11 1067 66 Bibcode 2001P amp SS 49 1067C doi 10 1016 S0032 0633 00 00167 7 Cowley S W H Bunce E J 2003 Modulation of Jovian middle magnetosphere currents and auroral precipitation by solar wind induced compressions and expansions of the magnetosphere initial response and steady state Planetary and Space Science 51 1 31 56 Bibcode 2003P amp SS 51 31C doi 10 1016 S0032 0633 02 00130 7 Drake F D Hvatum S 1959 Non thermal microwave radiation from Jupiter Astronomical Journal 64 329 Bibcode 1959AJ 64S 329D doi 10 1086 108047 Elsner R F Ramsey B D ta in 2005 PDF Icarus 178 2 417 428 Bibcode 2005Icar 178 417E doi 10 1016 j icarus 2005 06 006 Arhiv originalu PDF za 19 chervnya 2019 Procitovano 14 grudnya 2016 Fieseler P D Ardalan S M ta in 2002 PDF Nuclear Science 49 6 2739 58 Bibcode 2002ITNS 49 2739F doi 10 1109 TNS 2002 805386 Arhiv originalu PDF za 19 lipnya 2011 Procitovano 14 grudnya 2016 Hill T W Dessler A J 1995 Space physics and astronomy converge in exploration of Jupiter s Magnetosphere Earth in Space 8 32 6 Bibcode 1995EOSTr 76 313H doi 10 1029 95EO00190 originalu za 1 travnya 1997 Procitovano 14 grudnya 2016 Hibbitts C A McCord T B Hansen T B 2000 Distribution of CO2 and SO2 on the surface of Callisto Journal of Geophysical Research 105 E9 22 541 557 Bibcode 2000JGR 10522541H doi 10 1029 1999JE001101 Johnson R E Carlson R V ta in 2004 PDF U Bagenal F ta in red Jupiter The Planet Satellites and Magnetosphere Cambridge University Press ISBN 0 521 81808 7 Arhiv originalu PDF za 30 kvitnya 2016 Procitovano 14 grudnya 2016 Khurana K K Kivelson M G ta in 2004 PDF U Bagenal F Dowling T E McKinnon W B red Jupiter The Planet Satellites and Magnetosphere Cambridge University Press ISBN 0 521 81808 7 Arhiv originalu PDF za 19 bereznya 2014 Procitovano 14 grudnya 2016 Kivelson M G 2005 PDF Space Science Reviews Springer 116 1 2 299 318 Bibcode 2005SSRv 116 299K doi 10 1007 s11214 005 1959 x Arhiv originalu PDF za 29 veresnya 2011 Procitovano 14 grudnya 2016 Kivelson M G Bagenal F ta in 2004 PDF U Bagenal F Dowling T E McKinnon W B red Jupiter The Planet Satellites and Magnetosphere Cambridge University Press ISBN 0 521 81808 7 Arhiv originalu PDF za 29 veresnya 2011 Procitovano 14 grudnya 2016 Krupp N Vasyliunas V M ta in 2004 PDF U Bagenal F ta in red Jupiter The Planet Satellites and Magnetosphere Cambridge University Press ISBN 0 521 81808 7 Arhiv originalu PDF za 27 lyutogo 2009 Procitovano 14 grudnya 2016 Krupp N 2007 New surprises in the largest magnetosphere of Our Solar System Science 318 5848 216 217 Bibcode 2007Sci 318 216K doi 10 1126 science 1150448 PMID 17932281 Miller Steve Aylward Alan Millward George Giant Planet Ionospheres and Thermospheres The Importance of Ion Neutral Coupling Space Science Reviews 116 1 2 319 343 2005 Bibcode 2005SSRv 116 319M doi 10 1007 s11214 005 1960 4 Nichols J D Cowley S W H McComas D J 2006 Annales Geophysicae 24 1 393 406 Bibcode 2006AnGeo 24 393N doi 10 5194 angeo 24 393 2006 Arhiv originalu za 20 chervnya 2019 Procitovano 14 grudnya 2016 a href wiki D0 A8 D0 B0 D0 B1 D0 BB D0 BE D0 BD Cite journal title Shablon Cite journal cite journal a Obslugovuvannya CS1 Storinki iz nepoznachenim DOI z bezkoshtovnim dostupom posilannya Palier L Prange Renee 2001 More about the structure of the high latitude Jovian aurorae Planetary and Space Science 49 10 11 1159 73 Bibcode 2001P amp SS 49 1159P doi 10 1016 S0032 0633 01 00023 X Russell C T 1993 Planetary Magnetospheres PDF Reports on Progress in Physics 56 6 687 732 Bibcode 1993RPPh 56 687R doi 10 1088 0034 4885 56 6 001 Russell C T 2001 The dynamics of planetary magnetospheres Planetary and Space Science 49 10 11 1005 1030 Bibcode 2001P amp SS 49 1005R doi 10 1016 S0032 0633 01 00017 4 Russell C T Khurana K K Arridge C S Dougherty M K 2008 PDF Advances in Space Research 41 8 1310 18 Bibcode 2008AdSpR 41 1310R doi 10 1016 j asr 2007 07 037 Arhiv originalu PDF za 15 lyutogo 2012 Procitovano 14 grudnya 2016 Santos Costa D Bourdarie S A 2001 Modeling the inner Jovian electron radiation belt including non equatorial particles Planetary and Space Science 49 3 4 303 312 Bibcode 2001P amp SS 49 303S doi 10 1016 S0032 0633 00 00151 3 Smith E J Davis L Jr ta in 1974 The Planetary Magnetic Field and Magnetosphere of Jupiter Pioneer 10 Journal of Geophysical Research 79 25 3501 13 Bibcode 1974JGR 79 3501S doi 10 1029 JA079i025p03501 Troutman P A Bethke K ta in 28 sichnya 2003 Revolutionary concepts for Human Outer Planet Exploration HOPE American Institute of Physics Conference Proceedings 654 821 828 doi 10 1063 1 1541373 Williams D J Mauk B McEntire R W 1998 Properties of Ganymede s magnetosphere as revealed by energetic particle observations Journal of Geophysical Research 103 A8 17 523 534 Bibcode 1998JGR 10317523W doi 10 1029 98JA01370 Wolverton M 2004 The Depths of Space Joseph Henry Press ISBN 978 0 309 09050 6 Zarka P Kurth W S 1998 Auroral radio emissions at the outer planets Observations and theory Journal of Geophysical Research 103 E9 20 159 194 Bibcode 1998JGR 10320159Z doi 10 1029 98JE01323 Zarka P Kurth W S 2005 Radio wave emissions from the outer planets before Cassini Space Science Reviews 116 1 2 371 397 Bibcode 2005SSRv 116 371Z doi 10 1007 s11214 005 1962 2 Rekomendovani dzherelaCarr Thomas D Gulkis Samuel 1969 The magnetosphere of Jupiter Annual Review of Astronomy and Astrophysics 7 1 577 618 Bibcode 1969ARA amp A 7 577C doi 10 1146 annurev aa 07 090169 003045 Edwards T M Bunce E J Cowley S W H 2001 A note on the vector potential of Connerney et al s model of the equatorial current sheet in Jupiter s magnetosphere Planetary and Space Science 49 10 11 1115 23 Bibcode 2001P amp SS 49 1115E doi 10 1016 S0032 0633 00 00164 1 Gladstone G R Waite J H Grodent D 2002 Nature 415 6875 1000 03 Bibcode 2002Natur 415 1000G doi 10 1038 4151000a PMID 11875561 Arhiv originalu za 27 serpnya 2010 Procitovano 14 grudnya 2016 Kivelson Margaret G Khurana Krishan K Walker Raymond J 2002 PDF Journal of Geophysical Research 107 A7 1116 Bibcode 2002JGRA 107 1116K doi 10 1029 2001JA000251 Arhiv originalu PDF za 29 veresnya 2011 Procitovano 14 grudnya 2016 Kivelson M G 2005 PDF Advances in Space Research 36 11 2077 89 Bibcode 2005AdSpR 36 2077K doi 10 1016 j asr 2005 05 104 Arhiv originalu PDF za 29 veresnya 2011 Procitovano 14 grudnya 2016 Kivelson Margaret G Southwood David J 2003 PDF Planetary and Space Science 51 A7 891 98 Bibcode 2003P amp SS 51 891K doi 10 1016 S0032 0633 03 00075 8 Arhiv originalu PDF za 29 veresnya 2011 Procitovano 14 grudnya 2016 McComas D J Allegrini F Bagenal F ta in 2007 Diverse Plasma Populations and Structures in Jupiter s Magnetotail Science 318 5848 217 20 Bibcode 2007Sci 318 217M doi 10 1126 science 1147393 PMID 17932282 Maclennan G G Maclennan L J Lagg Andreas 2001 Hot plasma heavy ion abundance in the inner Jovian magnetosphere lt 10 Rj Planetary and Space Science 49 3 4 275 82 Bibcode 2001P amp SS 49 275M doi 10 1016 S0032 0633 00 00148 3 Russell C T Yu Z J Kivelson M G 2001 PDF Geophysics Research Letters 28 10 1911 12 Bibcode 2001GeoRL 28 1911R doi 10 1029 2001GL012917 Arhiv originalu PDF za 29 veresnya 2011 Procitovano 14 grudnya 2016 Zarka Philippe Queinnec Julien Crary Frank J 2001 Low frequency limit of Jovian radio emissions and implications on source locations and Io plasma wake Planetary and Space Science 49 10 11 1137 49 Bibcode 2001P amp SS 49 1137Z doi 10 1016 S0032 0633 01 00021 6 Yupiter proishozhdenie i vnutrennee stroenie sputniki pod red T Gerelesa Moskva Mir 1978 ros M Ya Marov Planety Solnechnoj sistemy Moskva Nauka 1986 ros

Дата публікації:
Топ