Jupiterin magneettikenttä on muuttunut 1970-luvulta lähtien, ja fyysikot ovat osoittaneet sen.
Se ei ole tarkalleen yllätys. Maan magneettikenttä, ainoa planeettakenttä, jolla meillä on hyvät käynnissä olevat mittaukset, muuttuu koko ajan. Mutta uusi tieto on tärkeää, koska nämä pienet muutokset paljastavat piilotetut yksityiskohdat planeetan sisäisestä "dynosta", järjestelmästä, joka tuottaa sen magneettikentän.
Nature Astronomy -lehdessä 20. toukokuuta julkaistussa lehdessä tutkijaryhmä tarkasteli magneettikenttätietoja neljästä aiemmasta Jupiter-tehtävästä (Pioneer 10, joka saavutti Jupiterin vuonna 1973; Pioneer 11, joka saavutti Jupiterin vuonna 1974; Voyager 1, joka). saavutti Jupiteriin vuonna 1979; ja Ulysses, joka saavutti Jupiterin vuonna 1992).
He vertasivat näitä tietoja planeetan magneettikentän karttaan, jonka tuotti avaruusalus Juno, joka suoritti jättiläisen planeetan viimeisimmän ja perusteellisimman koettimen. Vuonna 2016 Juno kiertää hyvin lähellä Jupiteria siirtyen navasta napaan keräämällä yksityiskohtaista gravitaatio- ja magneettikenttätietoa. Se antoi tutkijoille mahdollisuuden kehittää perusteellinen malli planeetan magneettikentästä ja eräitä yksityiskohtaisia teorioita siitä, miten se syntyy.
Tämän tutkimuksen takana olevat tutkijat osoittivat, että näiden neljän vanhemman koettimen tiedot, vaikkakin rajoitetummat (kukin niistä vain käänsi planeetan kerran), eivät sopineet aivan vuoden 2016 Jupiterin magneettikentän malliin.
"Haasteen löytäminen niin pienestä hetkestä, kun nämä muutokset tapahtuvat niin suurina kuin Jupiterin magneettikenttä, oli haaste", Kimee Moore, Harvardin Juno-tutkija ja paperille johtava kirjoittaja, totesi lausunnossa. "Neljän vuosikymmenen mittaisten lähikuvahavaintojen lähtötaso antoi meille juuri tarpeeksi tietoa vahvistaaksemme, että Jupiterin magneettikenttä todellakin muuttuu ajan myötä."
Yksi haaste: Tutkijoita kiinnostivat vain Jupiterin sisäisen magneettikentän muutokset, mutta planeetalla on myös magneettisuutta, joka tulee sen yläkehästä. Io: n, Jupiterin haihtuimman kuun, tulivuorenpurkauksista syntyvät varautuneet hiukkaset päätyvät Jovian magnetosfääriin ja ionosfääriin (varautuneiden hiukkasten alue Jupiterin ilmakehän ulkopuolella) ja voivat myös muuttaa magneettikenttää. Mutta tutkijat kehittivät menetelmiä, joilla nämä vaikutukset voidaan vähentää tietojoukostaan, jolloin heidän tietoihinsa perustui melkein kokonaan planeetan sisäinen dynamiikka.
Joten kysymys oli, mikä sai aikaan muutokset? Mitä tapahtuu Jupiterin dynamossa?
Tutkijat tarkastelivat useita erilaisia syitä magneettikentän muutoksiin. Heidän tiedot vastasivat parhaiten mallin ennusteita, joissa planeetan sisustuksen tuulet muuttavat magneettikenttää.
"Nämä tuulet ulottuvat planeetan pinnalta yli 1 860 mailin (3000 kilometrin) syvyyteen, missä planeetan sisustus alkaa muuttua kaasusta erittäin johtavaan nestemäiseen metalliin", lausunnossa todetaan.
Itse asiassa tutkijat eivät näe sitä syvällä Jupiteriin, joten syvyysmittaukset ovat todella parhaita arvioita, joissa on useita epävarmuustekijöitä, tutkijat kirjoittivat lehdessä. Silti tutkijoilla on vankkoja teorioita selittääkseen, kuinka tuulet käyttäytyvät.
"Niiden uskotaan leikkaavan magneettikenttiä venyttämällä niitä ja kantaen niitä ympäri planeettaa", lausunnossa sanottiin.
Suurin osa tuulen aiheuttamista muutoksista näyttää keskittyvän Jupiterin Suurten sinisten pisteiden alueelle, voimakkaan magneettisen energian alueelle lähellä Jupiterin päiväntasaajaa. (Tämä ei ole sama asia kuin suuri punainen piste.) Sinisen pisteen pohjoinen ja eteläosa muuttuvat itään Jupiterilla ja keskimmäinen kolmasosa siirtyy länteen aiheuttaen muutoksia planeetan magneettikentään.
"On uskomatonta, että yksi kapea magneettinen kuuma piste, Iso sininen piste, voisi olla vastuussa melkein kaikesta Jupiterin maallisesta variaatiosta, mutta numerot kantavat sen", Moore totesi lausunnossa. "Tämän uuden ymmärtämisen myötä magneettikentät, tulevien tiedevaiheiden aikana alamme luoda koko maailmanlaajuisen kartan Jupiterin variaatiosta. Sillä voi olla myös sovelluksia tutkijoille, jotka tutkivat Maan magneettikenttää, joka sisältää edelleen monia ratkaistavia mysteerejä."
