Osim što je najveći i najmasivniji planet u našem Sunčevom sustavu, Jupiter je također jedno od njegovih tajanstvenijih tijela. To je svakako očito kada su u pitanju Jupiterove moćne aurore, koje su na neki način slične onima na Zemlji. Posljednjih godina astronomi su nastojali proučavati uzorke u Jupiterovoj atmosferi i magnetosferi kako bi objasnili kako djeluje aktivnost aurore na ovom planetu.
Na primjer, međunarodni tim predvođen istraživačima iz University College London nedavno kombinirani podaci izJunosonda s rendgenskim zapažanjima kako bi razabrala nešto zanimljivo o Jupiterovoj sjevernoj i južnoj aurori. Prema njihova studija , koji je objavljen u aktualnom broju znanstvenog časopisapriroda -Utvrđeno je da Jupiterove intenzivne, Jupiterove rendgenske aurore pulsiraju neovisno jedna o drugoj.
Studija pod nazivom “ Nezavisne pulsacije Jupiterove sjeverne i južne rendgenske aurore “, vodio je William Richard Dunn – fizičar s Mullardov svemirski znanstveni laboratorij i Centar za planetarnu znanost na UCL . Tim se također sastojao od istraživača iz Harvard-Smithsonian centar za astrofiziku (CfA), the Jugozapadni istraživački institut (SwRI), NASA-in centar za svemirske letove Marshall, Laboratorij za mlazni pogon i više istraživačkih institucija.
Jupiter ima spektakularnu auroru, kao što je ovaj pogled snimljen svemirskim teleskopom Hubble. Zasluge: NASA, ESA i J. Nichols (Sveučilište Leicester)
Kao što je već napomenuto, Jupiterove aurore su donekle slične Zemljinim, jer su također rezultat nabijenih čestica sa Sunca (aka. 'Sunčev vjetar') u interakciji s Jupiterovim magnetskim poljem. Zbog načina na koji su strukturirana magnetska polja Jupitera i Zemlje, te se čestice kanaliziraju u sjeverne i južne polarne regije, gdje postaju ionizirane u atmosferi. To rezultira prekrasnim svjetlosnim prikazom koji se može vidjeti iz svemira.
U prošlosti je NASA uočavala aurore oko Jupiterovih polova Chandra X-ray Opservatorij i od strane Svemirski teleskop Hubble . Istraživanje ovog fenomena i mehanizama iza njega također je bio jedan od ciljevaJunomisije, koja je trenutno u idealnoj poziciji za proučavanje Jupiterovih polova. Sa svakom orbitom koju sonda napravi, ona prelazi s jednog od Jupiterovih polova na drugi - manevar poznat kao perijove.
Radi svoje studije, dr. Dunn i njegov tim bili su prisiljeni konzultirati podatke iz ESA-e XMM-Newton i NASA-ine rendgenske opservatorije Chandra. To je zbog činjenice da, iako je već stekao veličanstvene slike i podatke o Jupiterovoj atmosferi,Junosonda nema rendgenski instrument. Nakon što su pregledali rendgenske podatke, dr. Dunn i njegov tim primijetili su razliku između Jupiterove sjeverne i južne aurore.
Dok su rendgenske emisije na sjevernom polu bile nestalne, povećavale i smanjivale svjetlinu, one na južnom polu konstantno su pulsirale svakih 11 minuta. U osnovi, aurore su se događale neovisno jedna o drugoj, što je različito od načina na koji se aurore na Zemlji ponašaju – tj. zrcale jedna drugu u smislu njihove aktivnosti. Kao što je dr. Dunn objasnio u nedavnom UCL-u priopćenje za javnost :
“Nismo očekivali da ćemo vidjeti Jupiterove rendgenske vruće točke koje pulsiraju neovisno jer smo mislili da će njihova aktivnost biti koordinirana kroz magnetsko polje planeta. Moramo to dalje proučiti kako bismo razvili ideje o tome kako Jupiter proizvodi svoju rendgensku auroru, a NASA-ina misija Juno doista je važna za to.”
Promatranja X-zrakama provedena su između svibnja i lipnja 2016. do ožujka 2017. Koristeći ih, tim je izradio karte Jupiterovih rendgenskih emisija i identificirao vruće točke na svakom polu. Vruće točke pokrivaju područje koje je veće od površine Zemlje. Proučavajući ih, dr. Dunn i njegovi kolege uspjeli su identificirati obrasce ponašanja koji su ukazivali na to da se ponašaju različito jedni od drugih.
Naravno, tim se pitao što bi to moglo objasniti. Jedna od mogućnosti koju sugeriraju je da Jupiterove linije magnetskog polja vibriraju, proizvodeći valove koji nose nabijene čestice prema polovima. Brzina i smjer ovih čestica mogli bi biti podložni promjenama tijekom vremena, uzrokujući da se na kraju sudare s Jupiterovom atmosferom i generiraju rendgenske impulse.
Kako je dr. Licia Ray, fizičarka sa Sveučilišta Lancaster i koautorica rada, objasnila:
“Ponašanje Jupiterovih rendgenskih žarišta postavlja važna pitanja o tome koji procesi proizvode ove aurore. Znamo da je uključena kombinacija iona solarnog vjetra i iona kisika i sumpora, koji potječu od vulkanskih eksplozija s Jupiterovog mjeseca Io. Međutim, njihova relativna važnost u proizvodnji rendgenskih emisija nije jasna.”
I kako je Graziella Branduardi-Raymont – profesorica s UCL-ovog odjela za svemirsku i klimatsku fiziku i još jedna koautorica studije – navela, ovo istraživanje duguje svoje postojanje višestrukim misijama. Međutim, to je bila savršeno tempirana prirodaJunomisija, koja je u funkciji oko Jupitera od 5. srpnja 2016., što je omogućilo ovu studiju.
Kompozitne slike s rendgenskog opservatorija Chandra i svemirskog teleskopa Hubble pokazuju hiperenergetske rendgenske aurore na Jupiteru. Zasluge: X-zraka: NASA/CXC/UCL/STScI/W.Dunn i sur.
'Ono što smatram posebno zadivljujućim u ovim zapažanjima, posebno u vrijeme kada Juno vrši mjerenja in situ, je činjenica da smo u mogućnosti vidjeti oba Jupiterova pola odjednom, što je rijetka prilika koja se posljednja dogodila prije deset godina', rekao je. 'Usporedba ponašanja na dva pola omogućuje nam da naučimo mnogo više o složenim magnetskim interakcijama koje se događaju u okolišu planeta.'
Gledajući unaprijed, dr. Dunn i njegov tim nadaju se da će kombinirati rendgenske podatke iz XMM-Newtona i Chandre s podacima koje je prikupioJunokako bi se bolje razumjelo kako nastaju rendgenske aurore. Tim se također nada da će nastaviti pratiti aktivnost Jupiterovih polova sljedeće dvije godine koristeći rendgenske podatke u sprezi sJuno.Na kraju se nadaju da će vidjeti jesu li te aurore uobičajena pojava ili neobičan događaj.
'Ako možemo početi povezivati rendgenske potpise s fizičkim procesima koji ih proizvode, tada možemo koristiti te potpise za razumijevanje drugih tijela diljem svemira kao što su smeđi patuljci, egzoplanete ili možda čak i neutronske zvijezde', rekao je dr. Dunn . 'To je vrlo moćan i važan korak prema razumijevanju X-zraka u cijelom Svemiru i onaj koji imamo samo dok Juno provodi mjerenja istovremeno s Chandrom i XMM-Newtonom.'
U idućem desetljeću, ESA je predložila JUpiter ICy mjeseci Explorer Također se očekuje da će sonda (JUICE) pružiti vrijedne informacije o Jupiterovoj atmosferi i magnetosferi. Nakon što stigne u Jovian sustav 2029., i on će promatrati aurore planeta, uglavnom kako bi mogao proučavati njihov učinak na Galilejski mjeseci (Ja, Europa, Ganimed i Kalisto).
Daljnje čitanje: UCL , OVAJ , Astronomija prirode
