Naujausi stebėjimai, atlikti kosminiu teleskopu „James Webb“ (JWST), atskleidė iki šiol neregėtų Jupiterio pašvaistės detalių. Zorės pėdsakuose, kuriuos tarsi „nupiešia“ palydovai Ijo ir Europa, aptiktos tokios ekstremalios temperatūros ir tankio struktūros, kad astronomai atvirai pripažįsta esantys nustebę.
Iš pirmo žvilgsnio tai atrodo taip, lyg Jupiteris turėtų savo, neįtikėtinai ryškų neoninį šviesos šaltinį prie ašigalio ir dar leistų jo palydovams žaisti šviesos jungikliais. Tačiau įdomiausia – kaip greitai tai vyksta. Pokyčiai fiksuojami minučių masteliu, tarsi Jupiterio viršutinė atmosfera kvėpuotų ne tolygiu, o impulsiniu ritmu.
Jupiterio pašvaistę valdo ne tik Saulės vėjas – čia svarbūs ir palydovai
Žemėje pašvaistę įprasta aiškinti kaip kosminės energijos „atgabento“ efekto rezultatą: Saulės vėjas sudrumsčia magnetinį lauką, dalelės įsiveržia į atmosferą ir prasideda šviesos spektaklis. Jupiteriui toks modelis pernelyg paprastas.
Jupiteris turi milžinišką magnetosferą, kuri kartu su planeta apsisuka maždaug per 10 valandų ir veikia kaip galingas, nuolat veikiantis dalelių greitintuvas. Šioje sistemoje jo Galilėjaus palydovai – jokie statistai. Jie tiesiogine prasme palieka „pirštų atspaudus“ planetos atmosferoje.
Kai Ijo ar Europa juda Jupiterio plazminėje aplinkoje, jie sukelia srovės srautus ir nukreipia daleles į planetos ašigalius. Tai pasireiškia kaip vadinamieji „pėdsakai“ – ryškūs taškai ir lankai pašvaistėje, kurie magnetiškai „užžymi“ palydovų padėtį orbitoje. Tai primena situaciją, kai kažkas ant kambario lubų ratu vedžioja lazerį, o jūs apačioje matote, kur tuo momentu yra šviesos šaltinis.
Didžiausias skirtumas nuo Žemės tas, kad Jupiterio atveju „valdymas“ yra vietinis. Planetos atmosfera gauna energijos ne tik iš išorės, bet ir iš vidinės sistemos: palydovai ir aplink Jupiterį cirkuliuojanti plazma gali formuoti pašvaistes ne mažiau efektyviai nei Saulės aktyvumas. Jei Žemėje pašvaistė – tai daugiausia kosminės „oro sąlygos“, tai Jupiteriui pašvaistė – ir kosminė, ir „vidaus“ magnetinė atmosfera, kurią aktyviai formuoja jo palydovai.
Ijo – ugnikalnis, maitinantis Jupiterio magnetinį lauką
Ijo – palydovas, kuris pagal „pernelyg aktyvaus“ apibrėžimą neturi konkurentų. Tai vulkaniškai aktyviausias kūnas Saulės sistemoje – jo išsiveržimai į kosmosą išmeta apie 1000 kg medžiagos per sekundę. Šis srautas maitina aplink Jupiterį esančią plazmą ir tampa svarbia viso sistemos „infrastruktūros“ dalimi.
Dalis šios medžiagos jonizuojasi ir sudaro aplink planetą savotišką plazminį „baranką“ – vadinamąjį Ijo plazmos torą. Judėdamas šiame regione, Ijo generuoja stiprias elektros sroves. Jos „uždaro grandinę“ tarp palydovo ir planetos, o ten, kur ši grandinė atmosferoje užsibaigia, Jupiterio pašvaistėje atsiranda išskirtinai ryškus pėdsakas.
Jeigu tai bandytume nusakyti žemišku pavyzdžiu, Ijo veikia kaip judantis generatorius, įjungtas į milžinišką Jupiterio elektros sistemą. Tik vietoje laidų turime magnetinio lauko linijas, vietoje kibirkščių – didelės energijos elektronų srautus, o vietoje elektros skaitiklio – spektrometrą, parodantį, kaip atmosfera reaguoja į tokį „maitinimo šaltinį“.
Šalta dėmė kosminio „neono“ centre ir rekordiniai tankiai
Labiausiai gluminantis naujų stebėjimų rezultatas atrodo tarsi logikos klaida. Ijo pėdsake mokslininkai aptiko šaltą regioną, nors pašvaistės paprastai siejamos su įkaitimu ir intensyvia spinduliuote. Ši „šaltoji dėmė“ buvo apie 538 K (265 °C) temperatūros, kai aplinkinės pašvaistės sritys siekė maždaug 766 K (493 °C). Skirtumas toks didelis, kad neišvengiamai kyla klausimas: kaip nedideliame plote atmosfera gali būti akivaizdžiai šaltesnė, kai šalia vyksta galingas energijos antplūdis?
Dar įdomesni duomenys apie joną H₃⁺ (trihidrogeno katijoną) – vieną svarbiausių pašvaisčių „žymeklių“ infraraudonųjų spindulių ruože. Ijo ir Europos pėdsakuose H₃⁺ tankis buvo maždaug tris kartus didesnis nei pagrindinėje Jupiterio pašvaistėje, o lokaliai, mažame plote, galėjo kisti net 45 kartus. Tai jau nebe švelnūs atmosferos svyravimai, o staigūs, tarsi „perjunginėjami“ režimai.
„James Webb“ teleskopas parodė, kad tokie pokyčiai vyksta minučių masteliu. Anksčiau buvo galima matuoti šių emisijų ryškį, tačiau tik didelis „Webb“ jautrumas leido išgauti fizinius parametrus – tokius kaip temperatūra ir jonų tankis – ir stebėti, kaip jie greitai kinta laike. Tai panašu į perėjimą nuo prastos kokybės vaizdo į 4K – staiga paaiškėja, kad fonas nėra statiškas, o yra gyvas, nuolat besikeičiantis darinys.
Šiuose stebėjimuose dar įdomiau už pačius rekordinius skaičius tai, kad Jupiteris iš „gražaus paveiksliuko“ su Didžiąja Raudonąja Dėme ir debesų juostomis virsta milžinišku plazmos fizikos laboratoriniu stendu. H₃⁺ emisijų kintamumas ir temperatūros struktūra rodo, kad energija viršutinėje atmosferoje yra tiekiama ir išsklaidoma impulsiškai, netolygiai, šuoliais. Tai esminė užuomina, kaip veikia energijos balansas aukščiausiuose atmosferos sluoksniuose ir kaip magnetosfera reguliuoja jų šilimą bei vėsimą.
Jeigu Jupiterio palydovai sugeba „derinti“ pašvaistę praktiškai realiuoju laiku, natūraliai kyla klausimas apie Saturną ir jo palydovą Enceladą, o dar plačiau – kaip dažnai Saulės sistemoje ir už jos ribų palydovai tampa aktyviais planetos magnetinės „oro“ reguliuotojais. Jupiteris čia – idealus bandymų poligonas, nes jo pašvaistė ne tik galinga, bet ir iš esmės nuolatinė.
Kalbant apie realų laiką, tyrėjai neapsiribojo vienu duomenų rinkiniu. 2026 m. sausį suplanuoti papildomi stebėjimai NASA infraraudonųjų spindulių teleskopu „IRTF“ Žemėje. Jų tikslas – patikrinti, ar ekstremalūs, tarsi jungikliu perjungiami Ijo pėdsako pokyčiai yra reta išimtis, ar nuolatinė Jupiterio sistemos savybė. Kitaip tariant, ar „Webb“ užfiksavo išskirtinę akimirką, ar tik mažą, iki šiol nepastebėtą dėsningumo dalį.
