Jupiter 's levende glødende aurorer har en mystisk strømkilde

FOR FØRSTE gang noensinne har NASAS Juno-romfartøy oppdaget elektroner som blir sparket ned I Jupiters atmosfære på opptil 400 000 volt. Det er en enorm mengde energi som gir opphav til planetens glødende auroras. Disse utrolig høye spenningene blir imidlertid bare oppdaget av og til — og det reiser spørsmål om hva som ligger bak noen av planetens mest levende glød på polene.

oppdagelsen, detaljert i en studie publisert i Nature, ble gjort mulig av instrumentene Ombord Juno, som har gått I Bane Rundt Jupiter i litt over et år, forbi polene nærmere enn noe annet romfartøy har før. Det bekrefter delvis hva astronomer forventet, men det viser også At jupiters aurorer oppfører seg annerledes enn aurorer på Jorden – gjennom prosesser som vi ikke forstår fullt ut ennå.

Auroraer, både På Jorden og Jupiter, dannes når ladede partikler som elektroner går i spiral ned planetens magnetfeltlinjer, går inn i atmosfæren og skaper en glød. På Jorden er de mest intense aurorene forårsaket av solstormer, som oppstår når høyenergipartikler utkastet Fra Solen regner ned på planeten vår. Når disse partiklene kommer inn i atmosfæren, samhandler de med gasser og får himmelen til å lyse rødt, grønt og blått ved polene. På Jupiter dannes auroraer av partikler som hovedsakelig kastes ut fra Io, planetens måne. Ios vulkaner spyr store mengder svovel og oksygen ut i rommet, og laster Jupiters magnetfelt med partikler.

på begge planeter akselereres elektroner langs magnetfeltlinjene med elektriske strømmer-lik den elektriske strømmen som går gjennom kontakten når du kobler til telefonladeren. På Jorden er solvinden strømkilden, skyte elektroner på opptil 30.000 volt. (Til sammenligning er kontakten din I USA 110-120 volt.) På Jupiter er det planetens superraske rotasjon som fungerer som en gigantisk elektrisk generator, så astronomer forventet elektroner å bli sparket av svært høye spenninger På Jupiter også. Men De hadde aldri observert dette før, Så Juno ga astronomer den muligheten for første gang.

«Vi har aldri fløyet rett over Jupiters poler før,» sier Jonathan Nichols, professor Ved Institutt For Fysikk og Astronomi Ved University Of Leicester, som ikke deltok i studien. «Så Juno forteller oss om disse partiklene for første gang.»

romfartøyet er i en ekstremt elliptisk bane rundt Jupiter, som passerer svært nær polene hver 53. dag. For å studere jupiters auroraer ble sonden utstyrt med flere instrumenter, inkludert Juno Energetic Particle Detector Instrument (Jedi). Sonden reiser på rundt 30 miles per sekund over polene, så målingene må skje om noen sekunder, sier studieforfatter Barry Mauk, leder FOR JEDI OG en forsker Ved Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory, som gjorde instrumentet. «Det var en veldig betydelig utfordring,» Forteller Mauk The Verge. «Vi er veldig stolte av det faktum at vi klarte å trekke det av.»

På sin første forbiflyvning over aurorene oppdaget Juno imidlertid ikke de høye spenningene astronomene forventet. «Vi ble veldig overrasket,» Sier Mauk. Deretter, i følgende flybys, oppdaget romfartøyet endelig signaturen til elektroner som ble sparket ned i atmosfæren, alt på omtrent samme energi — så høy som 400.000 volt.

den nysgjerrige tingen er imidlertid at disse høye spenningene ikke alltid er der, Sier Mauk. De er bare oppdaget av og til. Og Noen Ganger oppdager Juno elektroner som blir sparket ned i atmosfæren med alle forskjellige energier, på en tilsynelatende tilfeldig måte. Hva som forårsaker denne tilfeldige akselerasjonen av elektroner ved forskjellige energier-som skaper veldig lyse auroras – er et mysterium, Sier Mauk.

«det ser ut til at bildet ikke er så klart som vi trodde,» Forteller Nichols The Verge. «Jeg er ikke helt sikker på hvordan du kjører auroras så lyst med den aktuelle mekanismen. Men Det Er Noe Som Juno vil se på i fremtiden.»

sonden skal fortsette å fly Av Jupiters poler, og hver gang den gjør det, samler den data. «Hver gang vi har et møte, ser vi forskjellige ting,» Sier Mauk. Så Mauk håper at de neste observasjonene vil hjelpe astronomer å svare på spørsmålene om hvorfor aurorene er så variable, og hvorfor de noen ganger er sterke og noen ganger svake.

målet er ikke bare å forstå de fysiske prosessene bak auroras på Solsystemets største planet. Andre objekter rundt Universet — som pulsarer, eksoplaneter og hvite dverger-har også magnetfelt, og de akselererer også partikler på En måte som kan ligne Jupiters. Men Jupiter er i vår bakgård, så det er faktisk tilgjengelig. «Jupiter er ikke bare interessert i sin egen rett, men det forteller oss også mye om lignende astrofysiske legemer som vi ikke kan nå med romfartøy,» sier Nichols.

Og Juno avslører allerede at det er ukjente prosesser på jobb på gassgiganten. «Det for meg er veldig spennende fordi det betyr at vi har mye mer arbeid å gjøre for å finne ut hva som skjer,» Sier Nichols. «Jupiter kommer ikke til å gi opp sine hemmeligheter så lett, virker det.»