Sen lisäksi, että Jupiter on aurinkokunnan suurin ja massiivisin planeetta, se on myös yksi salaperäisimmistä ruumiistaan. Tämä on varmasti ilmeistä, kun kyse on Jupiterin voimakkaista auroreista, jotka ovat tietyiltä osin samanlaisia kuin maan päällä. Viime vuosina tähtitieteilijät ovat pyrkineet tutkimaan Jupiterin ilmakehän ja magnetosfäärin malleja selittääkseen kuinka aurora-aktiviteetti tällä planeetalla toimii.
Esimerkiksi Lontoon University College: n tutkijoiden johtama kansainvälinen ryhmä yhdisti äskettäin yliopiston tietoja Juno koetin röntgenhavainnoilla havaitaksesi jotain mielenkiintoista Jupiterin pohjois- ja etelä-auroras. Heidän tutkimuksensa mukaan, joka julkaistiin tieteellisen lehden ajankohtaisessa lehdessä Luonto - Jupiterin voimakkaiden, Jupiterin röntgensäteilyaurojen on havaittu sykkivän toisistaan riippumatta.
Tutkimusta, jonka otsikko oli ”Jupiterin pohjoisen ja eteläisen röntgenuurten riippumattomat pulsaatiot”, johti William Richard Dunn - fyysikko Mullardin avarustieteellisessä laboratoriossa ja UCL: n planeettatieteiden keskuksessa. Ryhmä koostui myös tutkijoista Harvard-Smithsonian astrofysiikan keskuksesta (CfA), Varsinais-tutkimusinstituutista (SwRI), NASA: n Marshall-avaruuslentokeskuksesta, Jet Propulsion -laboratoriosta ja useista tutkimuslaitoksista.
Kuten jo todettiin, Jupiterin aurorat ovat jonkin verran samanlaisia kuin Maan, koska ne ovat myös tulosta Auringon latautuneista hiukkasista (alias. "Aurinkotuuli"), jotka ovat vuorovaikutuksessa Jupiterin magneettikentän kanssa. Jupiterin ja Maan magneettikentän rakenteen vuoksi nämä hiukkaset kanavoidaan pohjoiseen ja eteläiseen napa-alueeseen, missä ne ionisoituvat ilmakehässä. Tuloksena on kaunis valonäyttö, joka näkyy avaruudesta.
Aikaisemmin NASA: n Chandran röntgen observatorio ja Hubble-avaruusteleskooppi ovat havainneet auproita Jupiterin pylväiden ympärille. Tämän ilmiön ja sen taustalla olevien mekanismien tutkiminen on myös ollut yksi YK: n tavoitteista Juno tehtävä, jolla on tällä hetkellä ihanteellinen sijainti tutkia Jupiterin napoja. Jokaisella kiertoradalla, jonka koetin tekee, se kulkee Jupiterin navoista toiseen - liikettä, joka tunnetaan perjoveena.
Tutkimuksensa vuoksi tohtori Dunn ja hänen tiiminsä pakotettiin hakemaan tietoja ESA: n XMM-Newtonin ja NASA: n Chandran röntgen observatorioista. Tämä johtuu siitä, että vaikka se on jo hankkinut upeita kuvia ja tietoja Jupiterin ilmapiiristä, Juno anturilla ei ole röntgenlaitetta aluksella. Tutkittuaan röntgenkuvatietoja, tohtori Dunn ja hänen tiiminsä huomasivat eron Jupiterin pohjoisen ja eteläisen auroran välillä.
Kun pohjoisnavan röntgensäteilypäästö oli epätasainen, kirkkauden lisääntyessä ja vähentyessä, etelänavan säteily säteili jatkuvasti 11 minuutin välein. Pohjimmiltaan, aurorat tapahtuivat riippumattomasti toisistaan, mikä eroaa siitä, kuinka maapallon aurorat käyttäytyvät - ts. Heijastavat toisiaan toiminnan suhteen. Kuten tohtori Dunn selitti äskettäisessä UCL: n lehdistötiedotteessa:
”Emme odottaneet, että Jupiterin röntgenpistepisteitä pulssisi itsenäisesti, koska ajattelimme niiden toimintaa koordinoivan planeetan magneettikentän kautta. Meidän on tutkittava tätä edelleen kehittääksemme ideoita siitä, kuinka Jupiter tuottaa röntgenkuvia ja NASA: n Juno-tehtävä on todella tärkeä tässä. "
Röntgenhavainnot tehtiin touko-kesäkuun 2016 ja maaliskuun 2017 välisenä aikana. Niitä käyttämällä ryhmä laati kartat Jupiterin röntgenpäästöistä ja tunnisti kuumat kohdat jokaisella navalla. Kuumat kohdat kattavat alueen, joka on suurempi kuin maan pinta-ala. Tutkiessaan niitä tohtori Dunn ja hänen kollegansa pystyivät tunnistamaan käyttäytymismalleja, jotka osoittivat käyttäytyvän eri tavalla toisistaan.
Tietenkin joukkue sai jättää miettimään, mikä voisi ottaa sen huomioon. Yksi mahdollisuus, jonka he ehdottavat, on, että Jupiterin magneettikentän linjat värisevät tuottaen aaltoja, jotka kuljettavat varautuneita hiukkasia napoja kohti. Näiden hiukkasten nopeus ja suunta voivat muuttua ajan myötä, jolloin ne lopulta törmäävät Jupiterin ilmakehään ja tuottavat röntgenpulsseja.
Kuten tohtori Licia Ray, fyysikko Lancasterin yliopistosta ja kirjoituksen kirjoittaja, selitti:
”Jupiterin röntgenpisteiden käyttäytyminen herättää tärkeitä kysymyksiä siitä, mitkä prosessit tuottavat nämä aurorat. Tiedämme, että kyseessä on auringon tuuli-ionien sekä happi- ja rikki-ionien yhdistelmä, joka on alun perin tehty Jupiterin kuun Io-alueen tulivuoren räjähdyksistä. Niiden suhteellinen merkitys röntgensäteilypäästöjen tuottamisessa on kuitenkin epäselvä. "
Ja kuten Graziella Branduardi-Raymont - professori UCL: n avaruus- ja ilmastofysiikan osastolta ja toinen tutkimuksen yhteistekijä - ilmoitti, tämä tutkimus velkaa sen olemassaolon monille tehtäville. Se oli kuitenkin täysin ajoitettu luonne Juno -operaatio, joka on ollut toiminnassa Jupiterin ympäristössä 5. heinäkuuta 2016 lähtien, teki tämän tutkimuksen mahdolliseksi.
"Pidän erityisen kiehtovana näissä havainnoissa, etenkin silloin, kun Juno tekee mittauksia paikan päällä, se, että pystymme näkemään molemmat Jupiterin navat kerralla, mikä on harvinainen tilaisuus, joka tapahtui viimeksi kymmenen vuotta sitten", hän sanoi. "Kahden navan käyttäytymisen vertaaminen antaa meille mahdollisuuden oppia paljon enemmän planeetan ympäristössä tapahtuvista monimutkaisista magneettisista vuorovaikutuksista."
Jatkossa tohtori Dunn ja hänen tiiminsä toivovat yhdistävänsä XMM-Newtonin ja Chandran röntgenkuvatiedot Juno jotta ymmärrettäisiin paremmin, kuinka röntgenuureita tuotetaan. Ryhmä toivoo myös voivansa seurata Jupiterin napojen toimintaa seuraavien kahden vuoden ajan käyttämällä röntgendattaa yhdessä Juno. Lopulta he toivovat näkevänsä, ovatko nämä aurorat yleisiä vai epätavallisia.
"Jos voimme alkaa yhdistää röntgen allekirjoituksia fyysisiin prosesseihin, jotka tuottavat niitä, niin voimme käyttää näitä allekirjoituksia ymmärtämään muita maailmankaikkeuden elimiä, kuten ruskeita kääpiöitä, eksoplaneetteja tai ehkä jopa neutronitähteitä", sanoi tohtori Dunn. . "Se on erittäin voimakas ja tärkeä askel kohti röntgenkuvien ymmärtämistä koko maailmankaikkeudessa, ja sellainen, joka meillä on vain, kun Juno suorittaa mittauksia samanaikaisesti Chandran ja XMM-Newtonin kanssa."
Tulevalla vuosikymmenellä ESA: n ehdottaman JUpiter ICy moons Explorer (JUICE) -anturin odotetaan myös tarjoavan arvokasta tietoa Jupiterin ilmakehästä ja magnetosfääristä. Saavuttuaan jovialaiseen järjestelmään vuonna 2029, se myös tarkkailee planeetan aurioita, pääasiassa, jotta se voi tutkia niiden vaikutusta Galilean kuihin (Io, Europa, Ganymede ja Callisto).
