Полярное сияние – это поистине впечатляющее зрелище. Природная красота северных или южных сияний наиболее сильно завладевает воображением публики по сравнению с любыми другими космическими явлениями. Однако сияния можно увидеть не только на Земле, они также присутствуют и на некоторых других планетах нашей Солнечной системы и даже на экзопланетах, вращающихся вокруг далёких звёзд.
Сияния являются конечным результатом процессов, происходящих на Солнце или любой другой звезде. Солнце постоянно испускает в глубины нашей системы поток заряжённых частиц, известных как солнечный ветер. Когда эти частицы достигают планет, например, Земли, они взаимодействуют с её магнитным полем. В верхних слоях атмосферы заряжённые частицы сталкиваются с молекулами, такими как азот и кислород, при этом выделяя энергию, что и вызывает появление красочного представления в небе.
Сияния на газовых гигантах
Используя современные инструменты, такие как орбитальный зонд “Кассини” и космический телескоп “Хаббл”, исследователи смогли убедиться в том, что некоторые из наших ближайших соседей имеют свои собственные сияния. Учёные поняли это, изучив электромагнитное излучение планет и обнаружив в нём определённые длины волн, наличие которых является неоспоримым доказательством присутствия там полярных сияний.
Все газовые гиганты нашей системы (Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун) имеют сильные магнитные поля, плотную атмосферу и, как следствие – собственные сияния. Природа этих сияний незначительно отличается от земных, так как атмосферы и магнитосферы этих планет различны. Например, цвета сияний зависят от наличия тех или иных газов в атмосфере газового гиганта. Но основные физические процессы, приводящие к появлению сияний – аналогичны. На некоторых из спутников Юпитера, например, Ио, Ганимеде и Европе, также наблюдаются авроры, вызванные солнечными ветрами. На Ио, который немного больше, чем наша Луна, наблюдаются мощные ультрафиолетовые (УФ) сияния, обусловленные его высокой вулканической активностью.
На Сатурне сильные полярные сияния зафиксированы в УФ и ИК диапазонах спектра и поэтому, к сожалению, они не видны человеческому глазу. Однако порой можно наблюдать очень слабые розовые и фиолетовые авроры.
Сияния на планетах земной группы
Меркурий также имеет магнитосферу и, следовательно, там могли бы существовать полярные сияния. Однако из-за своего размера и близости к Солнцу, Меркурий лишился атмосферы, в итоге – заряжённым частицам попросту не с чем взаимодействовать.
На Венере и Марсе, дела обстоят немного лучше. В то время как ни одна из этих планет не имеет глобального магнитного поля, обе они имеют атмосферу. Используя данные аппарата “Венера-экспресс” учёные обнаружили, что частицы солнечного ветра взаимодействуют с ионосферой Венеры и формируют локальные сияния.
Атмосфера Марса слишком тонка, однако мощности локализованных магнитных полей, являющихся остатками глобального магнитного поля, исчезнувшего после того как ядро планеты остыло, всё же достаточно для формирования красочных явлений в небе Красной планеты. Недавние данные переданные зондом Maven подтвердили наличие на Марсе этих “диффузных” сияний, распространённых по всему северному полушарию, а также, вероятно, и во всех остальных регионах планеты. Сияния тут довольно слабые и имеют синий цвет.
Сияния на экзопланетах
Большинство планет за пределами нашей Солнечной системы слишком тусклые по сравнению с их родительскими звёздами, поэтому обнаружение сияний в их атмосферах довольно трудная задача. Однако недавно всего в 18 световых годах от нас учёным удалось обнаружить экзопланету LSR J1835+3259, в атмосфере которой, предположительно, присутствуют ярко-красные авроры.
Такие открытия являются не только захватывающими и красивыми, но и довольно полезными для исследователей. Изучение сияний дает учёным возможность лучше понять процессы взаимодействия заряжённых частиц с магнитными полями планет, что в свою очередь помогает лучше понять физические процессы такие как, например, процесс ядерного синтеза.
