Солнечный ветер не управляет радиационными поясами Сатурна

Изучив то, как свойства частиц в магнитосфере Сатурна эволюционируют в течение долгого времени, ученые пришли к выводу, что потоки частиц от Солнца не играют никакой роли в этом процессе. Таким образом, радиационные пояса Сатурна и Земли оказались еще более различны между собой, так как в случае нашей планеты звезда — основной определяющий фактор. Статья с результатами опубликована в журнале Nature Astronomy.

Солнечная активность меняется с периодом в 11 лет. В течение этого цикла количество выбрасываемых звездой заряженных частиц существенно меняется. Именно этот процесс управляет магнитосферой Земли как напрямую, так и опосредованно. Поэтому для того, чтобы подробно изучить влияние звезды на радиационные пояса, требуются длинные ряды наблюдений. «Если бы миссия Cassini закончилась через четыре года, как изначально планировалось, то мы бы еще долго не смогли получить подобные данные», — поясняет Элиас Руссос из Института исследований Солнечной системы Общества Макса Планка. Такие детальные данные, помимо Сатурна, известны только для Земли.

Радиационные пояса Сатурна, простирающиеся от внутренних колец до орбиты спутника Тефия (на 285 000 километров), охватывают несколько спутников, в том числе Янус, Мимас и Энцелад. Новые данные однозначно подтвердили, что эти тела влияют на магнитосферу, что разительно отличается от ситуации с Землей, потому что Луна находится намного дальше радиационных поясов и не влияет на них. Спутники Сатурна создают подобие пограничных слоев в магнитосфере для высокоэнергетических частиц, в частности протонов. При диффузии к центру они поглощаются из-за взаимодействия с лунами, что создает несколько полностью изолированных друг от друга радиационных поясов.

У частиц в радиационных поясах Земли два источника — галактические космические лучи и солнечный ветер. Последний также действует на общую форму магнитосферы Сатурна, но его влияние резко обрывается около орбиты Тефии. В сами радиационные пояса газового гиганта попадают только космические лучи или частицы из его собственной атмосферы. Однако Солнце может влиять на них другим способом — посредством увеличения светимости в ультрафиолетовом диапазоне. Такие вспышки могут локально нагревать внешние слои атмосферы и стимулировать движение протонов. Авторы отмечают важность работы для изучения магнитосфер в целом, в том числе в случае экзопланет. Сатурн может стать моделью, которая позволит разработать методы для определения свойств планетных систем на основе анализа радиационных поясов.