На магнитопаузе планет - границе между магнитосферой и межпланетным солнечным ветром - происходит странное явление, известное как неустойчивость Кельвина-Гельмгольца (КНГ), которое приводит к образованию магнитных вихрей. Благодаря космическому аппарату «Юнона» ученые впервые подтвердили частое присутствие гигантских магнитных вихрей на магнитопаузе Юпитера.
В гидродинамике неустойчивость Кельвина-Гельмгольца (КНН) представляет собой волновое движение, возникающее при взаимодействии двух термически стабильных жидкостей, накладывающихся друг на друга и движущихся с разными скоростями. Эта нестабильность может быть распространена на множество геофизических явлений, от динамики атмосферы и океана до поведения плазмы. Волны Кельвина-Гельмгольца (или волны КГ), точнее, возникающие при этом вихри, оказывают существенное влияние на динамику двух сред.
В астрофизике это явление возникает, когда существует большая разница скоростей на границе, разделяющей две области в пространстве. На планете это явление можно наблюдать на магнитопаузе — границе, отделяющей магнитное поле (магнитосферу) от потока заряженных частиц, испускаемых Солнцем (солнечный ветер). Невидимые невооруженным глазом волны KH обнаруживаются путем анализа вариаций магнитного поля. Результаты натурных наблюдений земных и сатурнианских КГ-волн позволяют предположить, что они теоретически могут развиваться при любых условиях в межпланетном магнитном поле.
Однако это явление только недавно было подтверждено на Юпитере. Если это явление уже наблюдалось на уровне Земли и Сатурна, то для Юпитера это было не так.
Обратите внимание: Открыт Святой Грааль палеонтологии – самое раннее известное животное на Земле.
«Юнона наблюдала эти волны на нескольких своих орбитах, что дает убедительные доказательства того, что нестабильность Кельвина-Гельмгольца играет активную роль во взаимодействии между солнечным ветром и Юпитером», — Джейк Монтгомери, доцент кафедры физики и астрономии Техасский университет в Остине, Сан-Антонио. Результаты исследования опубликованы в журнале .
Обнаружение 25-волновых вихрей
Плазма в магнитосфере Юпитера собирается в экваториальной области (в низких широтах) и образует диск вокруг планеты. Этот диск вытягивается наружу и «закручивает» магнитосферу. В магнитосфере преобладают не только вращательные движения, но и плазма внутри нее вращается и взаимодействует с обратными течениями в магнитосфере (область между магнитопаузой и ударной дугой магнитосферы).
Влияние высоких сдвиговых скоростей между магнитосферой и плазмой магнитослоя может привести к генерации КН-волн на восходной стороне Юпитера. Эти волны могут привести к переносу массы и импульса через магнитопаузу и вызвать образование других волн КН на сумеречной стороне планеты. Предыдущие симуляции подтверждают эту гипотезу, показывая, что волны КН Юпитера могут формироваться независимо от ориентации межпланетного магнитного поля. При этом в магнитослое будут преобладать гидродинамические, а не магнитогидродинамические движения. В результате волны КН могут формироваться на более высоких широтах.
Больше интересных статей здесь: Новости науки и техники.