Международная группа учёных, проанализировав данные, собранные космическим аппаратом «Кассини», обнаружила, что Энцелад, спутник Сатурна, оставляет за собой шлейф электромагнитных возмущений, простирающийся более чем на 500 000 км. Этот шлейф, имеющий решётчатую структуру из перекрещивающихся отражённых волн, тянется за спутником в экваториальной плоскости Сатурна и достигает высоких северных и южных широт.

Анализ данных с четырёх приборов «Кассини», собранных за 13 лет миссии, показывает, что Энцелад играет важную роль в циркуляции энергии и импульса в космическом пространстве вокруг Сатурна.

Гейзеры водяного пара и пыли, бьющие из трещин в ледяной поверхности южного полушария Энцелада, ионизируются под воздействием излучения. Молекулы воды и частицы превращаются в электрически заряженную плазму, которая взаимодействует с магнитным полем Сатурна, когда он проходит мимо Энцелада.

Иллюстрация электродинамического взаимодействия между Энцеладом и Сатурном. ?????Иллюстрация: Fabrice Etifier / Ecole Polytechnique

Результаты исследования демонстрируют, как волновые структуры, известные как «крылья Альфвена», распространяются вдоль линий магнитного поля, соединяющих Энцелад с полюсом Сатурна. Альфвеновские волны — тип магнитогидродинамических волн, распространяющихся в плазме вдоль линий магнитного поля. Изучение этих волн позволяет исследовать свойства плазмы и её взаимодействие с магнитными полями. Первичное «главное крыло Альфвена» многократно отражается ионосферой Сатурна и плазменным тором, окружающим орбиту Энцелада, образуя сложную систему.

Используя данные с различных приборов, учёные смогли показать, что влияние Энцелада распространяется на расстояние более 504 000 км — это более чем в 2000 раз превышает радиус самого спутника. «Это первый случай, когда наблюдается столь масштабное электромагнитное воздействие Энцелада, доказывающее, что этот маленький спутник действует как гигантский генератор планетарных волн Альфвена», — отметил Томас Чуст, соавтор исследования.

Помимо крупномасштабных структур, группа обнаружила признаки того, что турбулентность расщепляет волны на волокна внутри «главного крыла Альфвена». Эта тонкая структура помогает волнам отражаться от плазменного тора Энцелада и достигать высоких широт в ионосфере Сатурна, где формируются связанные со спутником полярные сияния.

«Эти результаты подчёркивают важность будущих миссий к Энцеладу, таких как планируемый ESA орбитальный аппарат и посадочный модуль в 2040-х годах, для оснащения приборами, которые смогут изучать эти электромагнитные взаимодействия ещё более подробно», — заявила соавтор исследования, Лина Хадид.

Подробнее на iXBT