Aurorele strălucitoare ale lui Jupiter 'au o sursă misterioasă de energie

pentru prima dată, nava spațială Juno a NASA a observat că electronii sunt trași în jos în atmosfera lui Jupiter cu până la 400.000 de volți. Aceasta este o cantitate enormă de energie care dă naștere aurorelor strălucitoare ale planetei. Cu toate acestea, aceste tensiuni incredibil de mari sunt observate doar ocazional — și asta ridică întrebări despre ceea ce se află exact în spatele unora dintre cele mai vii străluciri ale planetei la poli.

descoperirea, detaliată într-un studiu publicat astăzi în Nature, a fost posibilă prin instrumentele de la bordul lui Juno, care orbitează Jupiter de puțin peste un an, trecând pe lângă poli mai aproape decât orice altă navă spațială. Confirmă, în parte, ceea ce se așteptau astronomii, dar arată, de asemenea, că aurorele lui Jupiter se comportă diferit decât aurorele de pe Pământ — prin procese pe care nu le înțelegem încă pe deplin.

aurorele, atât pe pământ, cât și pe Jupiter, se formează atunci când particule încărcate, cum ar fi electronii, spiralează pe liniile câmpului magnetic al unei planete, intrând în atmosferă și creând o strălucire. Pe Pământ, cele mai intense Aurore sunt cauzate de furtunile solare, care apar atunci când particulele de mare energie evacuate din Soare plouă pe planeta noastră. Când aceste particule intră în atmosferă, ele interacționează cu gazele și fac cerul să strălucească roșu, verde și albastru la poli. Pe Jupiter, aurorele sunt formate din particule ejectate mai ales din Io, Luna planetei. Vulcanii lui Io aruncă cantități uriașe de sulf și oxigen în spațiu, încărcând câmpul magnetic al lui Jupiter cu particule.

pe ambele planete, electronii sunt accelerați de — a lungul liniilor câmpului magnetic de curenți electrici-similar cu curentul electric care trece prin priză atunci când conectați încărcătorul telefonului. Pe Pământ, vântul solar este sursa de energie, trăgând electroni cu până la 30.000 de volți. (În comparație, priza dvs. în SUA este de 110-120 volți.) Pe Jupiter, rotația super rapidă a planetei acționează ca un generator electric gigantic, astfel încât astronomii se așteptau ca electronii să fie declanșați de tensiuni foarte mari și pe Jupiter. Dar nu au mai observat acest lucru până acum, așa că Juno le-a oferit astronomilor această oportunitate pentru prima dată.

„nu am mai zburat niciodată deasupra polilor lui Jupiter”, spune Jonathan Nichols, profesor la Departamentul de Fizică și astronomie de la Universitatea din Leicester, care nu a participat la studiu. „Deci Juno ne spune despre aceste particule pentru prima dată.”

nava spațială se află pe o orbită extrem de eliptică în jurul lui Jupiter, trecând foarte aproape de poli la fiecare 53 de zile. Pentru a studia aurorele lui Jupiter, sonda a fost echipată cu mai multe instrumente, inclusiv instrumentul de detectare a particulelor energetice Juno (Jedi). Sonda se deplasează cu aproximativ 30 de mile pe secundă peste poli, astfel încât măsurătorile trebuie să se întâmple în câteva secunde, spune co-autorul studiului Barry Mauk, plumb pentru JEDI și om de știință la laboratorul de Fizică Aplicată al Universității Johns Hopkins, care a făcut instrumentul. „Aceasta a fost o provocare foarte substanțială”, spune Mauk The Verge. „Suntem foarte mândri de faptul că am reușit să reușim acest lucru.”

cu toate acestea, la primul său zbor deasupra aurorelor, Juno nu a detectat tensiunile înalte așteptate de astronomi. „Am fost foarte surprinși”, spune Mauk. Apoi, în urma zborurilor, nava spațială a detectat în cele din urmă semnătura electronilor care au fost trași în atmosferă la aproximativ aceeași energie — până la 400.000 de volți.

lucrul curios, totuși, este că aceste tensiuni înalte nu sunt întotdeauna acolo, spune Mauk. Sunt văzuți doar ocazional. Și uneori, Juno observă electronii care sunt trași în atmosferă cu toate energiile diferite, într-un mod aparent aleatoriu. Ceea ce provoacă această accelerare aleatorie a electronilor la diferite energii — care creează Aurore foarte strălucitoare — este un mister, spune Mauk.

„se pare că imaginea nu este atât de clară pe cât am crezut”, spune Nichols pentru The Verge. „Nu sunt destul de sigur cum conduci aurorele atât de strălucitoare cu acel mecanism special. Dar asta e ceva ce Juno se va uita la în viitor.”

sonda va continua să zboare pe lângă polii lui Jupiter și, de fiecare dată când face acest lucru, colectează date. „De fiecare dată când avem o întâlnire, vedem lucruri diferite”, spune Mauk. Deci, Mauk speră că următoarele observații vor ajuta astronomii să răspundă la întrebările de ce aurorele sunt atât de variabile și de ce sunt uneori puternice și alteori slabe.

scopul nu este de a înțelege doar procesele fizice din spatele aurorelor de pe cea mai mare planetă a Sistemului Solar. Alte obiecte din jurul universului — cum ar fi pulsarii, exoplanetele și piticele albe-au, de asemenea, câmpuri magnetice și, de asemenea, accelerează particulele într-un mod care poate semăna cu cel al lui Jupiter. dar Jupiter este în curtea noastră, deci este de fapt accesibil. „Jupiter nu este interesat doar de propriul său drept, dar ne spune, de asemenea, multe despre corpuri astrofizice similare pe care nu le putem atinge cu nave spațiale”, spune Nichols.

și Juno dezvăluie deja că există procese necunoscute la locul de muncă pe gigantul de gaze. „Pentru mine este foarte interesant, deoarece înseamnă că avem mult mai mult de lucru pentru a ne da seama ce se întâmplă exact”, spune Nichols. „Jupiter nu va renunța la secretele sale atât de ușor, se pare.”