Скособоченное магнитное поле Юпитера

Данные зонда «Юнона» помогли ученым составить трехмерную карту магнитного поля Юпитера, и оно оказалось совсем не похоже на земное: например, дипольная часть магнитного поля присутствовала только в южном полушарии газового гиганта. Исследование об этом опубликовано в журнале Nature.
«Юнона» достигла Юпитера в июле 2016 года. Главная задача аппарата, находящегося на полярной орбите вокруг планеты — исследование атмосферы, магнитного поля и магнитосферы газового гиганта, анализ его внутренней структуры, а также составление карты ветров. В перицентре орбиты «Юнона» проходит в 4 тысячах километров от верхнего слоя облаков планеты, делая один оборот за 53 дня. В июне нынешнего года миссию «Юноны» продлили до 2021 года.

Кимберли Мур из Гарварда и ее коллеги использовали данные магнетометра «Юноны», собранные за восемь оборотов аппарата вокруг Юпитера, и составили модель магнитного поля планеты, самого сильного среди планет в Солнечной системе, на разных глубинах — от поверхности (за которую принят один радиус Юпитера) до вероятной границы слоя перехода водорода в металлическое состояние (0,85 радиуса).

«Мы выяснили, что магнитное поле Юпитера отличается от всех известных нам магнитных полей планет. На Юпитере большая часть магнитного потока покидает область динамо узкой полосой в северном полушарии и частично возвращается в изолированную область у экватора (эту область авторы статьи называют Большим синим пятном). В остальной части планеты поле значительно слабее», — говорится в статье.

Карта индукции магнитного поля на глубине 0,85 радиуса Юпитера, справа видно Большое синее пятно.

Кроме того, они выяснили, что в южном полушарии планеты магнитное поле дипольное, а в северном полушарии сосредоточена его недипольная часть. Это сильно отличает Юпитер от Земли, где недипольная часть поля равномерно распределена между двумя полушариями.

По мнению авторов, причина этого в том, что динамо Юпитера работает не в одном однородном слое, как земное динамо, а в нескольких слоях с разными свойствами. Недавние наблюдения «Юноны» показывают, что у газового гиганта может быть частично или полностью растворенное в водороде ядро из породы и льда, доходящее до половины радиуса планеты. В нем может быть два слоя — верхний, состоящий в основном из чистого водорода, и нижний — полный растворенных пород и льда. Они могут быть неустойчивы, особенно верхний слой, учитывая что «Юнона» фиксировала глубинные тепловые потоки.

Наличие выраженных слоев в металлическом водороде может объяснить необычное магнитное поле планеты — для того, чтобы получить больше информации, потребуется больше пролетов «Юноны», особенно во второй половине миссии, когда орбита зонда изменится более выгодным для магнитометрических наблюдений образом.

В комментарии к статье, опубликованном журналом, Крис Джонс из университета Лидса пишет, что данные и предположения о структуре магнитного поля Юпитера, предложенные авторами статьи, можно будет проверить на соответствие результатам моделей динамо планеты. «Исследования внутреннего устройства планет-гигантов ждут интересные времена, по мере того как разработчики моделей „переваривают“ информацию от „Юноны“ и лучше понимают, как устроен Юпитер», — пишет Джонс.

Источник: N+1

Оригинальная статья:https://www.nature.com/articles/s41586-018-0468-5