Від Юпітера до наднових: зонд NASA знайшов універсальний механізм народження космічних променів

Що саме побачив зонд Juno

Космічний апарат NASA Juno, досліджуючи систему Юпітера, зафіксував потужні потоки електронів у так званому форшоку — дуже мінливій області, що розташована безпосередньо перед ударною хвилею, яка виникає при зіткненні сонячного вітру з магнітосферою планети-гіганта. Саме в цьому турбулентному "передпокої" магнітні поля здатні розганяти окремі частинки до енергій, що близькі до швидкості світла.

Це спостереження стало вагомим доказом того, що в околицях Юпітера прискорення частинок може сягати набагато вищих енергій, ніж ті, що зазвичай вимірюються біля Землі, де ударна хвиля значно менша за розмірами. Окрім того, Juno передав на Землю дані про плазмові хвилі безпосередньо на межі ударної хвилі Юпітера, частота яких дозволила оцінити локальну густину електронів — приблизно одна частинка на кубічний сантиметр одразу за межами цього бар'єру.

Закон масштабу: що більша хвиля, то потужніший прискорювач

Зіставивши нові дані з Юпітера з попередніми вимірюваннями біля Землі та інших планет, дослідницька група сформулювала ключовий принцип масштабування. Його суть гранично проста: максимальна енергія, якої може набути частинка, прямо залежить від фізичного розміру системи ударної хвилі, що її прискорює. Що більша структура, то вища кінцева енергія.

Юпітер у цій схемі відіграє роль ідеального містка. Його гігантська ударна хвиля значно перевершує земну, але водночас є набагато меншою за ті, що виникають після вибухів наднових. Таким чином, фізичні процеси, зафіксовані безпосередньо в нашій Сонячній системі, можна обережно масштабувати та проектувати на об'єкти, куди людство поки не здатне відправити зонди.