Учёные застали радио Сатурна за переменами в порядке вещания

Это гигаваттное радио не транслирует популярные песенки, но в его сигнале исследователи находят много любопытных сведений о процессах, происходящих в полярных регионах гигантской планеты.

Предполагается, что километровое радиоизлучение Сатурна порождается электронами, пробегающими по линиям магнитного поля планеты в полярных областях. Те же частицы (хотя не только они), врезающиеся в верхнюю атмосферу, ответственны за сияния. Одно явление тесно увязано с другим (иллюстрация NASA, ESA, J. Clarke (Boston University), Z. Levay (STScI)).

Сатурнианское километровое радиоизлучение (SKR), не так давно увязанное с авроральной активностью на полюсах гиганта, не раз преподносило учёным сюрпризы.

Когда-то считалось, что регулярные колебания в мощности SKR могут служить надёжным отражением собственного вращения планеты. Но потом исследователи открыли, что параметры этого излучения заметно меняются на протяжении десятилетий. Темп вращения интерьера газового гиганта столь сильно колебаться не мог.

Постепенно выяснилось, что SKR «озвучивает» сложное взаимодействие магнитосферы планеты с переменчивым солнечным ветром с одной стороны, и высотными потоками на Сатурне с другой, хотя детали работы этого механизма до сих пор остаются неясными.

Магнитосфера Сатурна. Её сложное поведение объясняется взаимодействием с заряженными частицами солнечного ветра. В ней же рождается излучение SKR, столь интригующее планетологов (иллюстрация ESA).

Ныне лаборатория реактивного движения поделилась любопытными подробностями всё ещё продолжающегося «расследования по делу об SKR».

В 1980-х годах "Вояджеры" рапортовали о периоде SKR в 10,66 часа. В 2004-м Cassini доложил об увеличении этого параметра до 10,76 ч (что вызвало переполох).

В 2009 году анализ данных (за 2008 год) с космического аппарата «Кассини» позволил установить, что SKR на деле — это не одна «сирена», но две — южная и северная. И период модуляции их различен. (Здесь можно послушать эти два голоса, конвертированные из радиоволн в звук, слышимый человеком).

Таким образом, речь шла уже о двух самостоятельных числах: излучение с северного полюса тогда модулировалось с периодом 10,58 часа, а SKR южного полюса обладало периодом колебаний мощности в 10,8 часа.

Так телескоп Hubble увидел одновременные авроры на обоих полюсах Сатурна в 2009 году. Кадр отснят в ультрафиолете. (Иллюстрация под заголовком тоже составлена на основе УФ-кадров «Хаббла», поймавшего полярное сияние Сатурна) (фото NASA/ESA/STScI/ Jonathan Nichols (University of Leicester)).

На этом неожиданные открытия не закончились. Исследование, выполненное в 2010 году, показало, что периоды северного и южного SKR постепенно смещаются навстречу друг другу. В марте 2010 года, через семь месяцев после равноденствия на Сатурне, они скрестились на отметке 10,67 часа.

Группа планетологов с новых позиций пересмотрела данные, собранные двумя «Вояджерами» в 80-х, а также зондом Ulysses в конце XX века. В тех цифрах тоже нашлись следы, свидетельствующие о «дуэте» SKR и о перекрещивании кривых изменения излучений южного и северного региона. Причём такие пересечения наблюдались через 9-12 месяцев после очередного сатурнианского равноденствия.

Дальнейшие наблюдения за планетой показали, что после мартовского совпадения периодов сигналы с севера и юга продолжили меняться. Южное излучение SKR ещё сильнее сократило свой период модуляции. К январю 2011 года он составил 10,54 часа. В то же время северный «голос» нарастил свой период до 10,71 ч.

Чёткая привязка долговременных колебаний SKR к смене сезонов на Сатурне говорит о явной связи данного явления с взаимодействием Солнца и магнитосферы планеты-гиганта. Потому прежние, простые модели SKR планетологам пришлось выкинуть на помойку, а новые ещё только выстраиваются. Тем важнее, что «Кассини» продолжает свою миссию.