Космічна обсерваторія NuSTAR виявила високоенергетичне рентгенівське випромінювання, яке випромінюється полярними сяйвами на Юпітері. Стаття астрономів Колумбійського університету, опублікована в журналі Nature, розкриває багаторічну загадку, чому це випромінювання не було виявлено міжпланетною станцією Ulysses, яка пролітала повз газового гіганта у 1992 році.
NuSTAR зареєструвала жорстке рентгенівське випромінювання з енергією 8-20 тисяч електронвольт (еВ), яке походило від північного та південного полюсів планети. Раніше космічні телескопи вловлювали рентгенівське випромінювання з енергією лише до 7 тисяч еВ, яке пояснювалося гальмівним механізмом: електрони розсіюються в електростатичних полях атомних ядер в атмосфері Юпітера, і, отже, втрачають енергію, випускаючи рентгенівські промені. У разі енергій нижче 7 кеВ таке гальмівне випромінювання є тепловим, тобто його виробляють електрони, розподілені в атмосфері планети подібно до газу в стані теплової рівноваги (тобто підпорядковуються статистиці Максвелла-Больцмана).
Дослідники вивчили спектр рентгенівського випромінювання, виробленого Юпітером, в діапазоні від кіло- до мегаелектронвольт, і виміряли його потоки електронів, використовуючи дані космічного апарату Juno. Виявилося, що випромінювання вище 20 кеВ слабшає, що пояснює, чому зонд Ulysses, що працює в діапазоні 27-48 кеВ, не зміг його зафіксувати.
На Землі жорстке рентгенівське випромінювання, яке виробляється гальмівним механізмом, тепловим не є і досягає енергій до одного мільйона еВ, що є рекордом серед усіх планет Сонячної системи. Електрони у такому разі прискорюються різними процесами, які у геомагнітному полі Землі, що грає ключову роль формуванні полярних сяйв.
Вчені виявили, що щось схоже відбувається і на Юпітері, породжуючи випромінювання з енергією понад 7 кеВ. Таким чином, газовий гігант є другою планетою в Сонячній системі, яка виробляє нетеплове гальмівне жорстке рентгенівське випромінювання. Цілком можливо, що його також виробляє Сатурн, оскільки в його магнітосфері спостерігається нетепловий розподіл високоенергетичних електронів, потенційно здатних породжувати гальмівне випромінювання.
