Záhada neustálej polárnej žiary na Jupiteri bola po 40 rokoch konečne vyriešená

Röntgenové a optické údaje ukazujúce podivné polárne výbuchy. (NASA Chandra/Juno Wolk/Dunn)

Zem nie je jediným svetom, ktorý zdobí žiariaci atmosférický jav, ktorým je polárna žiara. V skutočnosti v súťaži o polárnu žiaru Slnečnej sústavy by bol jasný víťaz Jupiter . Takzvaný Kráľ planét je korunovaný najmocnejšími polárnymi žiarami v Slnečnej sústave, permanentne obiehajúcimi oba jej póly.

Keďže žiaria len v neviditeľných vlnových dĺžkach, voľným okom ich nevidíme, a tak ich objavili až pred 40 rokmi. Odvtedy sa vedci čudujú, ako tieto polárne žiary produkujú periodické výbuchy röntgenového žiarenia.

Teraz si myslia, že to vyriešili. Pomocou simultánnych pozorovaní zo sondy Jupiter Juno a röntgenového vesmírneho observatória XMM-Newton tím vedený planetárnym vedcom Zhonghua Yao z Čínskej akadémie vied v Číne spojil röntgenové záblesky s vibráciami v magnetických siločiarach plynového obra.



Tieto vibrácie generujú vlny v plazme šíriace sa pozdĺž siločiar magnetického poľa, ktoré periodicky spôsobujú, že ťažké ióny prší a zrážajú sa s atmosférou Jupitera, pričom sa uvoľňuje energia vo forme röntgenových lúčov.

„Už štyri desaťročia sme videli Jupiter produkovať röntgenovú polárnu žiaru, ale nevedeli sme, ako sa to stalo. Vedeli sme, že vznikli, keď ióny narazili do atmosféry planéty,“ vysvetlil astrofyzik William Dunn z University College London vo Veľkej Británii.

„Teraz vieme, že tieto ióny sú transportované plazmovými vlnami – vysvetlenie, ktoré predtým nebolo navrhnuté, aj keď podobný proces produkuje vlastnú polárnu žiaru na Zemi. Mohlo by teda ísť o univerzálny jav prítomný v mnohých rôznych prostrediach vo vesmíre.“

Tu na Zemi sú polárne žiary generované časticami, ktoré sem prúdia zo Slnka. Zrážajú sa s magnetickým poľom Zeme, ktoré posiela nabité častice, ako sú protóny a elektróny, svišťanie pozdĺž siločiar magnetického poľa smerom k pólom, kde prší do hornej atmosféry Zeme a zráža sa s molekulami atmosféry. Výsledná ionizácia týchto molekúl vytvára úžasné tancujúce svetlá.

Na Jupiteri je niekoľko rozdielov. Polárne žiary sú konštantné a trvalé, ako už bolo uvedené; to preto, že častice nie sú slnečné, ale pochádzajú z Joviánskeho mesiaca Io, najsulkanickejšieho sveta v Slnečnej sústave. to jeneustále grganie oxidu siričitého, ktorý je okamžite zbavený komplexnej gravitačnej interakcie s planétou, ionizuje sa a vytvára plazmový torus okolo Jupitera.

A potom sú tu röntgenové impulzy. Aby zistil, ako sa generujú, výskumný tím študoval planétu pomocou simultánnych pozorovaní z Juno a XMM-Newton, ktoré sa uskutočnili 16. až 17. júla 2017, celkovo 26 hodín. Počas tejto doby Jupiter vypúšťal röntgenové žiarenie približne každých 27 minút.

Na základe týchto pozorovaní tím spojil Junoove pozorovania plazmy s XMM-Newtonovými pozorovaniami röntgenových aurorálnych zábleskov; s počítačovým modelovaním určili, ako môžu tieto dva javy súvisieť.

Tím dospel k záveru, že kompresie v magnetickom poli Jupitera vytvárajú vlny iónov kyslíka a síry, ktoré sa špirálovito šíria pozdĺž siločiar magnetického poľa smerom k Jupiterovým pólom, kde prší, zrážajú sa s atmosférou a vytvárajú záblesky röntgenového svetla.

Tieto vlny sa nazývajú elektromagnetické iónové cyklotrónové (alebo EMIC) vlny a majú boli tiež spojené s blikajúcimi polárnymi žiarami tu na Zemi.

V tomto bode nie je jasné, čo poháňa stláčanie v magnetickom poli Jupitera. Môže to byť vplyv slnečného vetra, obeh ťažkých materiálov v rámci Jovianskej magnetosféry alebo povrchových vĺn na magnetopauze, vonkajšej hranici medzi magnetosférou a okolitou plazmou.

Nech sú kompresie generované akokoľvek, skutočnosť, že rovnaký mechanizmus - vlny EMIC - bol spojený s emisiami polárnych žiaroviek na dvoch takých veľmi odlišných svetoch, naznačuje, že by to mohlo byť celkom bežné v Slnečnej sústave, ako aj v galaxii za ňou.

'Teraz sme identifikovali tento základný proces, existuje množstvo možností, kde by sa dal ďalej študovať,' povedal Yao .

'Podobné procesy sa pravdepodobne vyskytujú okolo Saturnu, Uránu, Neptúna a pravdepodobne aj exoplanét, pričom rôzne druhy nabitých častíc 'surfujú' na vlnách.'

Výsledky ukazujú, že vlny EMIC by mohli hrať dôležitú, doteraz nepovšimnutú úlohu v dynamike iónov v atmosfére Jupitera, a mohli by nám pomôcť lepšie pochopiť plazmové procesy v celej galaxii.

Výskum bol publikovaný v r Vedecké pokroky .

O Nás

Publikácia Nezávislých, Osvedčených Skutočností O Správach O Zdraví, Priestore, Prírode, Technológii A Životnom Prostredí.