Выявлен электрический ток между Сатурном и Энцеладом

Учёные говорят, что мощные пучки электронов, которые текут туда и обратно между планетой и луной, влияют на процессы, происходящие в системе Сатурна. Детали работы этой гигантской динамомашины лишь начинают складываться в масштабную картину.

Зелёная линия показывает след силовых линий магнитного поля Сатурна, соединяющих планету и Энцелад, а также его шлейф газа и ледяных зёрен на южном полюсе. На врезке — сечение электронного пучка, полученное Cassini. Расположение потока электронов (звёздочка) показывает, что заряженные частицы текут параллельно локальному магнитному полю (иллюстрация Geraint Jones, UCL).

Международная команда учёных обработала данные, собранные аппаратом Cassini за прошлые годы. В новом исследовании планетологов интересовал Энцелад и его электрическая связь с Сатурном. Она оказалась очень сильной. Благодаря работе американского зонда специалисты смогли разглядеть в деталях явление, о котором раньше лишь догадывались.

Учёные объясняют: частицы из фонтанов, бьющих с южного полюса Энцелада, становятся электрически заряженными и формируют собственную ионосферу луны. Движение Энцелада и его ионосферы сквозь магнитный пузырь, окружающий Сатурн, действует как динамомашина, порождающая мощные токи. Они проходят широкими дугами по космосу и заканчиваются в полярных областях планеты-гиганта.

Там, где пучки энергетических электронов погружаются в атмосферу Сатурна, возникает авроральный след. За одним таким образованием на северном полюсе Сатурна наблюдал зонд Cassini.

Северный полюс Сатурна в ультрафиолете. Авроральное пятно, расположенное там, где заканчивается ток, идущий с Энцелада, обведено белым прямоугольником. Чёрные и синие участки означают низкую интенсивность излучения, жёлтые и белые — высокую. Эти два снимка аппарат Cassini сделал 26 августа 2008 года с промежутком в 80 минут (иллюстрация NASA/JPL/ University of Colorado/Central Arizona College).

В сравнении с ярким кольцевым сиянием (расположенным несколько севернее) «отпечаток от Энцелада» на Сатурне был не очень заметен. Но всё же, это пятно занимало 1200 километров по долготе и 400 км по широте. Находилось пятно на 65 градусах северной широты. Аналогичный след на южной оконечности магнитной силовой линии учёные пока не обнаружили.

Помимо аврорального следа, детекторы Cassini поймали и потоки частиц (электронов, протонов и ионов), путешествующих вдоль силовых линий, связывающих Энцелад и Сатурн.

Кроме того, приборы зафиксировали характерный радиошум (шипение), вызываемый этими токами. (Подробности можно найти в пресс-релизах лаборатории реактивного движения и университетского колледжа Лондона, а ещё — в статьях в журналах Geophysical Research Letters и Nature.)

Авроральное пятно (оно показано рядом с авророй-кольцом), силовую линию и частицы, путешествующие между луной и планетой, нельзя увидеть невооружённым глазом. Но они обнаруживаются приборами Cassini. На врезке над Энцеладом показано сечение пучка, в данном случае — отражена интенсивность потока протонов (иллюстрация NASA/JPL/ JHUAPL/University of Colorado/ Central Arizona College/SSI).

Открытие обрадовало планетологов. Ведь ранее им был известен аналог данного процесса: Юпитер связан с тремя из своих лун (Ио, Европой, Ганимедом) электрическими токами, порождающими авроральные следы в атмосфере гиганта. Особенно эффектно такая связь выглядит для Ио, вулканически активной луны – она генерирует на Юпитере очень яркое авроральное пятно.

Тут просматривается прямая аналогия с Энцеладом и его ледяными фонтанами. Планетологи предполагают, что вариации в яркости аврорального следа могут отражать перемены в электродинамической связи планеты-гиганта и её луны. В свою очередь, связь эта зависит от колебаний активности знаменитых фонтанов.