Используя спектрометр высокого разрешения HIRES обсерватории Кека, а также спектрографы на Большом бинокулярном телескопе и обсерватории Апач-Пойнт ученые из Калтеха и Бостонского университета полярные сияния на главных лунах Юпитера. Они наблюдали за ними в тени Юпитера, чтобы им не мешал солнечный свет, отраженных от поверхностей естественных спутников. Слабые полярные сияния на Ио, Европе, Ганимеде и Каллисто вызваны сильным магнитным полем газового гиганта.
Из-за того, что на лунах Юпитера очень мало газов, их сияние в 15 раз ярче чем те, которые бывают на полюсах Земли. Однако человеческий телескоп не может разглядеть их на Европе и Ганимеде. Натрий придает полярному сиянию Ио желто-оранжевое свечение, как на городских уличных фонарях. Новые измерения также показали калиевые полярные сияния на Ио в инфракрасном свете. Их наблюдали впервые.
Художественное изображение кислородного сияния на Ганимеде, наблюдаемое с Мауна-Кеа на острове Гавайи с помощью двух телескопов обсерватории Кека. Фото: Джули Инглис
Поскольку сильное магнитное поле Юпитера наклонено, полярные сияния на этих спутниках меняют яркость по мере вращения планеты. Кроме того, атмосфера может реагировать на быстрый переход от теплого солнечного света к холодной тени газового гиганта.
Примечательно, что новые измерения показывают минимальные доказательства наличия воды. Это вызвало активные научные дебаты о том, содержат ли атмосферы спутников Юпитера значительное количество водяного пара.
Выводы ученых опубликованы в двух статьях: «Оптические полярные сияния Европы, Ганимеда и Каллисто», The Planetary Science Journal (2023), Карл Шмидт и др., «Оптические полярные сияния Ио в тени Юпитера», The Planetary Science Journal (2023).
