Нові спостереження показали, що полярні сяйва на чотирьох найбільших супутниках Юпітера пофарбовані в густо-червоний колір, а на Іо — ще й з відтінками жовтого і оранжевого.
Полярне сяйво над Юпітером / ©NASA, ESA, J. Nichols
Коли сонячний вітер взаємодіє з атмосферою, він може збуджувати атоми, що входять до неї, змушуючи їх випромінювати. Частинки сонячного вітру, які направляються магнітним полем, входять у верхні шари атмосфери в районах полюсів, що призводить до появи полярних сяйв. Таке світіння можна спостерігати не тільки на Землі, але і на інших планетах Сонячної системи, включаючи Юпітер, де вони особливо інтенсивні.
Юпітер володіє виключно потужною магнітосферою, а його газова оболонка складається в основному з водню і гелію, тому полярні сяйва цього гіганта найяскравіше видно в синій і ультрафіолетовій областях спектра. Однак і планетами такі процеси не обмежуються. Той же Юпітер оточують десятки супутників, в тому числі чотири найбільших, відкриті ще Галілеєм, — Іо, Європа, Ганімед і Калісто.
Спостерігати їх полярні сяйва набагато складніше, але недавно астрономам, які працюють в гавайській обсерваторії Кека, вдалося розглянути світіння на всіх чотирьох галілеєвих супутниках. Про це вони пишуть в парі статей (1, 2), опублікованих в Planetary Science Journal.
Побачити полярні сяйва галілеєвих супутників нелегко, оскільки це світіння зовсім тьмяно і «перекривається» випромінюванням Сонця, відбитим від поверхні. Тому вчені вели спостереження, поки супутники перебували в тіні гігантської планети. У такі періоди вони робляться практично невидимими.
Атмосфери всіх чотирьох супутників порівняно багаті киснем, хоча куди більш розріджені, ніж на Землі. На Європі, Ганімеді та Калісто кисень утворюється внаслідок сублімації льоду з поверхні та подальшого розкладання молекул води радіацією. На Іо він з’являється через розпад молекул діоксиду сірки. Так чи інакше, але присутність молекулярного кисню забарвлює полярні сяйва супутників в глибокий червоний колір.
На Європі і Ганімеді це випромінювання йде навіть в інфрачервону область спектра. Крім того, на Іо, який вважається найбільш вулканічно активним тілом у всій Сонячній системі, атмосфера наповнена викидами, що містять хлориди натрію та калію. Вони надають місцевим полярним сяйвам нові незвичайні кольори, включаючи жовто-оранжевий.
Полярні сяйва галілеєвих супутників Юпітера знаходяться під сильним впливом його магнітного поля. Тому їх інтенсивність сильно варіюється в міру обертання величезної планети. Цікаво, що і самі супутники можуть впливати на юпітеріанські полярні сяйва.