I tillegg til å være den største og mest massive planeten i solsystemet vårt, er Jupiter også en av sine mer mystiske kropper. Dette er visst tydelig når det kommer til Jupiters kraftige auroraer, som på noen måter ligner de på jorden. De siste årene har astronomer forsøkt å studere mønstre i Jupiters atmosfære og magnetosfære for å forklare hvordan aurora-aktivitet på denne planeten fungerer ..
For eksempel kombinerte et internasjonalt team ledet av forskere fra University College London nylig data fra Juno sonder med røntgenobservasjoner for å skille noe interessant med Jupiters nordlige og sørlige auroras. I følge deres studie, som ble publisert i den nåværende utgaven av det vitenskapelige tidsskriftet Natur - Jupiters intense, Jupiters røntgenuroraer har blitt funnet å pulse uavhengig av hverandre.
Studien, med tittelen “De uavhengige pulsasjonene av Jupiters nordlige og sørlige røntgenuroraer”, ble ledet av William Richard Dunn - en fysiker med Mullard Space Science Laboratory og Center for Planetary Science ved UCL. Teamet besto også av forskere fra Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA), Southwest Research Institute (SwRI), NASAs Marshall Space Flight Center, Jet Propulsion Laboratory og flere forskningsinstitusjoner.
Som allerede nevnt, er Jupiters aurora noe lik Jordens, fordi de også er et resultat av ladede partikler fra solen (også kjent som "solvind") som samhandler med Jupiters magnetfelt. På grunn av måten Jupiter og Jordens magnetiske felt er strukturert, kanaliseres disse partiklene til de nordlige og sørlige polare områdene, der de blir ioniserte i atmosfæren. Dette resulterer i et vakkert lys display som kan sees fra verdensrommet.
Tidligere har auroras blitt oppdaget rundt Jupiters poler av NASAs Chandra røntgenobservatorium og av Hubble romteleskop. Å undersøke dette fenomenet og mekanismene bak det har også vært et av målene med Juno misjon, som for tiden er i en ideell posisjon til å studere Jupiters poler. Med hver bane sonden lager, går den fra en av Jupiters poler til den andre - en manøvre kjent som en perijove.
Av hensyn til studien ble Dr. Dunn og teamet hans tvunget til å konsultere data fra ESAs XMM-Newton og NASAs Chandra røntgenobservatorier. Dette skyldes det faktum at selv om den allerede har skaffet seg fantastiske bilder og data om Jupiters atmosfære, Juno sonde har ikke et røntgeninstrument ombord. Da de undersøkte røntgenopplysningene, merket Dr. Dunn og teamet hans en forskjell mellom Jupiters nordlige og sørlige auroras.
Mens røntgenutslippene på nordpolen var uberegnelige, økende og synkende i lysstyrke, pulserte de på sørpolen konsekvent en gang hvert 11. minutt. I utgangspunktet skjedde aurorene uavhengig av hverandre, noe som er forskjellig fra hvordan auroras på jorden oppfører seg - det vil si speile hverandre når det gjelder deres aktivitet. Som Dr. Dunn forklarte i en fersk UCL-pressemelding:
"Vi forventet ikke å se Jupiters røntgenhoteller som pulserer uavhengig, da vi trodde deres aktivitet ville bli koordinert gjennom planetens magnetfelt. Vi må studere dette videre for å utvikle ideer for hvordan Jupiter produserer sin røntgenurora og NASAs Juno-oppdrag er virkelig viktig for dette. "
Røntgenobservasjonene ble utført mellom mai og juni 2016 og mars 2017. Ved hjelp av disse produserte teamet kart over Jupiters røntgenutslipp og identifiserte hot spots på hver pol. De varme stedene dekker et område som er større enn overflaten av jorden. Ved å studere dem klarte Dr. Dunn og kollegene å identifisere atferdsmønstre som tydet på at de oppførte seg annerledes enn hverandre.
Naturligvis sto teamet og lurte på hva som kunne redegjøre for dette. En mulighet de antyder er at Jupiters magnetfeltlinjer vibrerer og produserer bølger som fører ladede partikler mot polene. Hastigheten og retningen til disse partiklene kan bli endret over tid, slik at de til slutt kolliderer med Jupiters atmosfære og genererer røntgenpulser.
Som Dr. Licia Ray, en fysiker fra Lancaster University og en medforfatter på papiret, forklarte:
"Oppførselen til Jupiters røntgen hot spots reiser viktige spørsmål om hvilke prosesser som produserer disse auroras. Vi vet at en kombinasjon av solenergiioner og ioner av oksygen og svovel, opprinnelig fra vulkanske eksplosjoner fra Jupiters måne, Io, er involvert. Imidlertid er deres relative betydning for å produsere røntgenutslippene uklart. "
Og som Graziella Branduardi-Raymont - en professor fra UCLs avdeling for rom- og klimafysikk og en annen medforfatter på studien - antydet, skylder denne forskningen dens eksistens til flere oppdrag. Imidlertid var det perfekt tidsbestemte natur Juno oppdraget, som har vært i drift rundt Jupiter siden 5. juli 2016, som gjorde denne studien mulig.
"Det jeg synes er spesielt fengslende i disse observasjonene, spesielt på det tidspunktet da Juno foretar målinger på stedet, er det faktum at vi klarer å se begge Jupiters stolper på en gang, en sjelden mulighet som sist skjedde for ti år siden," sa han sa. "Sammenligning av atferden ved de to polene gjør det mulig for oss å lære mye mer av de komplekse magnetiske interaksjonene som skjer i planetens miljø."
Når vi ser fremover, håper Dr. Dunn og teamet hans å kombinere røntgendata fra XMM-Newton og Chandra med data samlet inn av Juno for å få en bedre forståelse av hvordan røntgenururaer produseres. Teamet håper også å kunne spore aktiviteten til Jupiters stolper de neste to årene ved å bruke røntgendata i forbindelse med Juno. Til slutt håper de å se om disse auroras er vanlige eller en uvanlig hendelse.
"Hvis vi kan begynne å koble røntgenunderskriftene med de fysiske prosessene som produserer dem, kan vi bruke disse signaturene til å forstå andre kropper over hele universet som brune dverger, eksoplaneter eller kanskje til og med nøytronstjerner," sa Dr. Dunn . "Det er et veldig kraftig og viktig skritt mot å forstå røntgenstråler i hele universet og et vi bare har mens Juno utfører målinger samtidig med Chandra og XMM-Newton."
I det kommende tiåret forventes også ESAs foreslåtte JUpiter ICy moons Explorer (JUICE) -sonde å gi verdifull informasjon om Jupiters atmosfære og magnetosfære. Når den ankommer det joviske systemet i 2029, vil den også observere planetens auroraer, hovedsakelig slik at den kan studere effekten disse har på de galileiske månene (Io, Europa, Ganymede og Callisto).