Полярные сияния на планетах Солнечной системы

Благодаря возможности "Кассини" наблюдать объекты в видимом свете, ученые смогли выяснить цвета полярных сияний на Сатурне. В то время авроры на Земле имеют зеленые цвета ближе к поверхности и красные наверху, камеры зонда показали, что полярные сияния на Сатурне имеют красные цвета ближе к центру планеты и фиолетовые - в верхних слоях атмосферы.

Особенно яркое полярное сияние на Сатурне, снятое с близкого расстояния миссией «Кассини» 29 ноября 2010 года. Сияние уходит вниз от поверхности планеты (занимающей верхнюю часть изображения) на 1400 км. Штриховыми линиями обозначены параллели и меридианы, черточки в нижней части фотографии — звёзды.

Уран
С Ураном у нас тут всё не слава богу - и лежит на боку, и ось магнитного поля не проходит через геометрический центр планеты. Она «промахивается» на треть радиуса и наклонена на целых 59° от оси вращения.

БОльшая "промашистость" - только у Нептуна. Ось его диполя сдвинута на 14 тыс. км в сторону от центра планеты (это 0,57 ее радиусов), а центр диполя смещен на 6 тыс. км в южное полушарие. Поэтому напряженность магнитного поля у южного магнитного полюса в 10 раз выше, чем у северного. Но наклон поменьше - 47°.

Несмотря на такую "кривость и промашистость" осей, магнитные поля у ледяных гигантов не такие и слабые, - у Урана почти как у Земли, у Нептуна всего раза в 2-3 поменьше. Соответственно, имеются и магнитосферы, и головные ударные волны, а в купе с мощными атмосферами должны быть и полярные сияния.

Трудности охоты за полярными сияниями на Уране и Нептуне заключаются в том, рассчитать «подлетное время» коронального выброса с Солнца непросто. Даже до Земли высокоэнергетические частицы летят сутки-двое-трое, и точно предсказать время не получается. Скорость выброса, конечно, известна — она обычно составляет сотые доли скорости света, то есть тысячи километров в секунду, — но на результат влияет еще и взаимодействие частиц с гравитационным и магнитным полем Солнца.

Легко подсчитать, что при скорости выброса в 3000 км/с и расстоянии до Урана почти 3 млрд. км, полярное сияние на планете произойдет приблизительно через 11 дней. Однако погрешность этих вычислений велика, а время работы на телескопе «Хаббл» расписано, так что невозможно смотреть несколько суток подряд только на Уран или Нептун.

И поскольку орбитальных миссий у ледяных гигантов не было, то в случае с Ураном, первую аврору удалось зафиксировать только в 2011 году.

Авроры на Нептуне пока не удалось изловить телескопами. "Вояджер-2" наблюдал полярные сияния, в атмосфере Нептуна, - они были разбросаны по всему пространству (а не только в овальных областях вокруг полюсов). Авроры наблюдались также и на Тритоне.

Полярные сияния Урана, пойманные УФ-спектрографом "Хаббла" в 2011, 2012 и 2014 годах.

Всё!