Исследование планет-гигантов, в частности, Юпитера и Сатурна с их естественными спутниками имеет важное значение для изучения механизма формирования планет и их спутников на различных стадиях развития, а также для изучения закономерностей их последующих эволюций. Юпитер и Сатурн с их спутниками являют собой как бы миниатюрные модели солнечной системы со звездоподобным центральным телом, находящимся на невыясненной пока еще стадии эволюции, и спутниками, находящимися на различных стадиях своего развития. Космические аппараты ’’Пионер” и ’’Вояджер” дали интересную информацию об околопланетном пространстве Юпитера и Сатурна, циркуляции верхних слоев облачности, характерных особенностях атмосфер и поверхности естественных спутников этих планет-гигантов, о структуре и динамике движения колец Сатурна и Урана. Но до настоящего времени большинство проблем остается открытым: природа процессов в недрах планет-гигантов, структура их внутреннего строения, взаимосвязь физических характеристик естественных спутников и их удаленности от планет-гигантов, механизмы процессов в атмосфере и недрах спутников. Решение этих вопросов важно прежде всего для космогонии, геологии и метеорологии и имеет большое научное и прикладное значение.

Контактные измерения магнитного поля Юпитера обнаружили весьма высокую его напряженность (более чем на порядок выше по сравнению с земной) и сложную структуру, Ориентация диполя оказалась противоположной земной.

Обнаружено высокое содержание ионов углерода на границе между магнитосферой Юпитера и солнечным ветром, которое уменьшается по мере удаления от периферийной части магнитосферы по направлению к планете. Предполагается, что источником ионов углерода является солнечный ветер.

Выявлено, что в магнитосфере Юпитера имеют место полярные сияния, аналогичные земным, только значительно более яркие и протяженные (до 30000 км). Источником каскадов ионов и электронов, попадающих в атмосферу Юпитера, может служить тороидальное облако плазмы, движущееся вокруг Юпитера в окрестности орбиты Ио.

На магнитосферу оказывают влияние естественные спутники Юпитера, которые движутся как во внутренней ее области (Амальтея, Ио, Европа), так в переходной (Ганимед, Каллисто) и во внешней. Они в основном поглощают ("выметают”) частицы. Однако, как это обнаружено космическими средствами, спутник Ио не только поглощает, но и ускоряет их и даже излучает сам.

Проведенные исследования с помощью пролетных КА дали ограниченную информацию о магнитном поле планеты и ее магнитосфере. Многие важные вопросы, связанные с исследованием процессов магнию- и плазмо-динамики, остаются открытыми. Так, не ясны механизмы, ответственные за аномальность магнитного поля, чрезвычайное ускорение частиц в магнитосфере, их радиальную диффузию, испускание релятивистских частиц из магнитосферы Юпитера. Нет полной ясности о характере взаимодействия магнитосферы с межпланетным магнитным полем и ионосферой, о конвекции в околопланетной плазме. Для получения ответов на эти вопросы необходимы регулярные измерения с искусственных спутников Юпитера.

Кроме того, остается загадкой механизм мощного декаметрового излучения Юпитера и длинноволнового излучения. Первое излучение носит импульсный характер, имеет узкую полосу (около 5 КГц), наблюдается только на определенных волнах (например, 16,7; 18,2; 29,7 м), имеет направленный характер, десятичасовую периодичность (примерно равную периоду обращения Юпитера вокруг своей оси) и, возможно, корреляцию с положением Галилеевых спутников, прежде всего Ио. В настоящее время наиболее достоверным предположением считается синхротронная природа этого излучения от источника размерами, не превосходящими сотен метров, и расположенного в магнитосфере или ионосфере. Второе излучение связывается с тороидальным облаком плазмы, обнаруженным в окрестности орбиты Ио. Для решения этих вопросов необходимы измерения в этих областях с искусственного спутника Юпитера. Они также позволят решить вопрос о структуре ионосферы, которая, как показали эксперименты по радиопросвечиванию, реализует многолучевое распространение сигнала (расщепляет сигнал на ряд сигналов), что говорит об ее многослойности.

Источник: блог "Всё просто".