Jupiters magnetfelt har endret seg siden 1970-tallet, og fysikere har bevist det.
Det er ikke akkurat en overraskelse. Jordens magnetfelt, det eneste planetfeltet vi har gode målinger på, forandrer seg hele tiden. Men den nye informasjonen er viktig, fordi disse små endringene avslører skjulte detaljer om en planetens interne "dynamo", systemet som produserer magnetfeltet.
I en artikkel publisert 20. mai i tidsskriftet Nature Astronomy, så et team av forskere på magnetfeltdata fra fire tidligere oppdrag til Jupiter (Pioneer 10, som nådde Jupiter i 1973; Pioneer 11, som nådde Jupiter i 1974; Voyager 1, som nådde Jupiter i 1979; og Ulysses, som nådde Jupiter i 1992).
De sammenliknet disse dataene med et kart over planetens magnetiske felt produsert av romfartøyet Juno, som utførte den nyeste og mest grundige sonden av gigantplaneten. I 2016 gikk Juno i bane rundt nær Jupiter, og gikk fra pol til pol, og samlet detaljerte gravitasjons- og magnetfeltdata. Det gjorde det mulig for forskere å utvikle en grundig modell av planetens magnetiske felt og noen detaljerte teorier om hvordan den er produsert.
Forskerne bak denne artikkelen viste at data fra de fire eldre probene, men mer begrensede (hver av dem bare svingte av planeten en gang), ikke helt passet med 2016-modellen av Jupiters magnetfelt.
"Å finne noe så lite som disse endringene i noe så enormt som Jupiters magnetfelt var en utfordring," sa Kimee Moore, en forsker fra Juno ved Harvard og hovedforfatter på papiret. "Å ha en grunnleggende observasjon av nærbilder over fire tiår har gitt oss akkurat nok data til å bekrefte at Jupiters magnetfelt faktisk endres over tid."
En utfordring: Forskerne var bare interessert i endringer i Jupiters indre magnetfelt, men planeten har også magnetisme fra sin øvre atmosfære. Ladede partikler fra vulkanutbrudd på Io, Jupiters mest flyktige måne, havner i den joviske magnetosfæren og ionosfæren (et område med ladede partikler i ytre rekkevidde av Jupiters atmosfære) og kan også endre magnetfeltet. Men forskerne utviklet metoder for å trekke fra disse effektene fra datasettet, og etterlot dem data basert nesten utelukkende på planetens indre dynamo.
Så spørsmålet var, hva som fikk forandringene til å skje? Hva skjer i Jupiters dynamo?
Forskerne så på flere forskjellige årsaker til magnetfeltforandringer. Deres data stemte mest overens med spådommene til en modell der vind i planetens indre endrer magnetfeltet.
"Disse vindene strekker seg fra planetens overflate til over 1 800 kilometer (3000 kilometer) dyp, der planetens indre begynner å skifte fra gass til svært ledende flytende metall," heter det i uttalelsen.
I sannhet kan ikke forskere se det dypt inn i Jupiter, så dybdemålingene er virkelig beste estimater, med flere usikkerheter, skrev forskerne i papiret. Fortsatt har forskere robuste teorier for å forklare hvordan vinden oppfører seg.
"Det antas at de klipper magnetfeltene, strekker dem og fører dem rundt planeten," heter det i uttalelsen.
De fleste av disse vindstyrte endringene ser ut til å være konsentrert i Jupiters store blå flekk, et område med intens magnetisk energi nær Jupiters ekvator. (Dette er ikke det samme som den store røde flekken.) Den nordlige og sørlige delen av den blå flekken forskyver seg østover på Jupiter, og den sentrale tredjedelen skifter vestover, noe som forårsaker endringer i planetens magnetiske felt.
"Det er utrolig at en smal magnetisk hot spot, Great Blue Spot, kan være ansvarlig for nesten hele Jupiters sekulære variasjon, men tallene bærer det ut," sa Moore i uttalelsen. "Med denne nye forståelsen av magnetiske felt vil vi i løpet av fremtidige vitenskapspass begynne å lage et planetkart over Jupiters variasjon. Det kan også ha bruksområder for forskere som studerer jordas magnetfelt, som fremdeles inneholder mange mysterier som skal løses."
