Спектральний аналіз розкрив температурні аномалії в полярних сяйвах Юпітера, спричинених його супутниками

Нове фундаментальне дослідження, результати якого були офіційно оприлюднені 2 березня 2026 року в престижному науковому журналі Geophysical Research Letters, представило перші в історії людства детальні спектральні вимірювання інфрачервоних «відбитків» (footprints) полярного сяйва Юпітера. Ці унікальні та складні структури генеруються внаслідок інтенсивної взаємодії потужної магнітосфери планети-гіганта з її найбільшими галілеєвими супутниками. Завдяки безпрецедентній технологічній потужності та чутливості космічного телескопа Джеймса Уебба (JWST), міжнародній групі астрономів вдалося виявити раніше невідомі температурні структури та зафіксувати надзвичайно різкі зміни щільності плазми у верхніх шарах атмосфери цього величного газового гіганта.

У ході роботи вчені детально охарактеризували ключові фізичні параметри в областях полярного сяйва, що виникають через взаємодію потужної магнітосфери Юпітера з його супутниками Іо та Європою. Центральним відкриттям стало виявлення унікальної «холодної плями» безпосередньо у сліді, залишеному супутником Іо. Температура іонного середовища в цій точці склала 538 Кельвінів (що дорівнює 265°C), що є значно нижчим показником порівняно з оточуючою основною областю сяйва, де прилади зафіксували 766 Кельвінів (493°C). Більше того, у цій аномальній зоні щільність катіонів триводню (H₃⁺) виявилася майже втричі вищою, ніж у загальному фоні полярного сяйва Юпітера, що вказує на надзвичайно складні хімічні процеси в іоносфері.

Провідною авторкою цього наукового прориву виступила Кеті Ноулз, талановита докторантка Університету Нортумбрії. Вона проводила дослідження під безпосереднім керівництвом відомого професора планетарної астрономії Тома Сталларда, який представляє той самий навчальний заклад. Для отримання цих безцінних даних професор Сталлард забезпечив спеціальний 22-годинний період спостережень на телескопі JWST у вересні 2023 року. Цей масштабний міжнародний проект став можливим завдяки тісній співпраці провідних космічних агентств світу, включаючи NASA, ESA та CSA, що підкреслює глобальну значущість та високий рівень проведеної наукової роботи.

Важливо розуміти принципову фізичну відмінність між планетами: якщо земне полярне сяйво переважно модулюється потоками сонячного вітру, то світлові явища на Юпітері значною мірою визначаються гравітаційним та електромагнітним впливом його супутникової системи. Дослідження виявило екстремальну динамічність у сліді Іо, зокрема вражаюче 45-кратне коливання щільності та температурні стрибки, що відбуваються в часовому масштабі всього декількох хвилин. Такі дані свідчать про надзвичайно стрімкі та хаотичні зміни в потоках високоенергетичних електронів, які з колосальною швидкістю бомбардують атмосферу планети, викликаючи складні фізико-хімічні реакції та створюючи динамічне інфрачервоне випромінювання.

Ці точні кількісні спектральні вимірювання є справжнім гігантським кроком уперед у глобальному розумінні того, як функціонують магнітосфери масивних планет за межами нашої Землі. Отримані висновки не лише значно розширюють наші знання про систему Юпітера, але й дозволяють припустити, що аналогічні механізми взаємодії між планетами та їхніми природними супутниками можуть бути універсальним законом у масштабах усього Всесвіту. Це відкриває абсолютно нові горизонти для майбутніх місій та вивчення інших небесних тіл у нашій Сонячній системі, наприклад, крижаного супутника Сатурна — Енцелада, де подібні електромагнітні процеси можуть відігравати ключову роль у формуванні унікальних космічних явищ.