Zorza polarna Jowisza jest zasilana gigantycznymi falami

Zorza polarna Jowisza jest najpotężniejsza w Układzie Słonecznym, wytwarzając wystarczająco dużo energii, by przez krótki czas zasilić całą ludzką cywilizację.

Te fantastyczne pokazy świetlne emitują również promienie rentgenowskie, które świecą na fioletowo.

Ale od czasu jego odkrycia 40 lat temu naukowcy z trudem wymyślili, jak go stworzyć.

„Widzieliśmy, jak te naprawdę dziwne rzeczy dzieją się na biegunach Jowisza od dziesięcioleci” – powiedział William Dunn, astronom z University College London.

Teraz dr Dunn i międzynarodowy zespół mogą mieć odpowiedź.

Odkryli, że wibracje w polu magnetycznym Jowisza tworzą potężne fale, które przenoszą supernaładowane cząstki na bieguny planety.

Cząsteczki te uderzają w atmosferę, tworząc jasny rozbłysk promieni rentgenowskich.

Ich odkrycia zostały opublikowane dzisiaj w postęp naukowy.

Wibracje pola magnetycznego

Aby dowiedzieć się, w jaki sposób generowane są zorze rentgenowskie Jowisza, dr Dunn wraz z kolegami przeanalizował pomiary zebrane przez sondę kosmiczną Juno NASA, która krąży wokół Jowisza od 2016 roku.

Naukowcy wykorzystali również zdjęcia rentgenowskie zórz na planecie wykonane przez kosmiczny teleskop Europejskiej Agencji Kosmicznej XMM-Newton, który krąży wokół Ziemi.

Po pierwsze, zauważają, że Jowisz wytwarza zorze rentgenowskie co 27 ​​minut.

„Możesz za jego pomocą ustawić zegarek” – powiedział dr Dunn.

Następnym krokiem było poszukiwanie czegoś innego, co pasowałoby do tych zegarowych pulsacji.

Odkryli, że pole magnetyczne Jowisza wibrowało w połączeniu z błyskami rentgenowskimi, co wskazuje, że są one powiązane.

Zespół odkrył, że wibracje w polach magnetycznych gazowego giganta wytworzyły specjalne fale zwane elektromagnetycznymi jonowymi falami cyklotronowymi, które odgrywają również rolę w naszym zorzy polarnej i południowej.

Cząstki przemieszczają się po tych falach do biegunów i generują zorze, kiedy się zderzają.

Cząsteczki, które napędzają zorzę polarną

Na Ziemi zorze pojawiają się tylko podczas burz słonecznych, kiedy wiatr słoneczny – strumień naładowanych cząstek ze Słońca – pada na pole magnetyczne planety.

Cząstki te przemieszczają się wzdłuż linii pola magnetycznego w kierunku biegunów falami, gdzie zderzają się ze sobą i tworzą na niebie świecące kurtyny światła.

„Zorza polarna na Ziemi jest tak naprawdę kaprysem wszystkiego, co robi wiatr słoneczny i jest przez niego całkowicie kontrolowana” – powiedział dr Dunn.

Z drugiej strony, zorza polarna Jowisza występuje cały czas i jest zasilana głównie przez cząsteczki tlenu i siarki emitowane przez gigantyczne wulkany na pobliskim księżycu Io.

Ten ciągły strumień cząstek przechodzi przez elektromagnetyczne fale jonów cyklotronu wzdłuż linii pola magnetycznego do biegunów.

Tam cząstki zderzają się ze sobą, wytwarzając oszałamiające rozbłyski promieniowania rentgenowskiego o regularnych wibracjach pola magnetycznego.

Skontaktuj się z większym zdjęciem

Fakt, że zarówno na Jowiszu, jak i na Ziemi są wyzwalane przez te specjalne fale, sugeruje, że mogą one również odgrywać rolę w reszcie wszechświata.

„Chociaż ich systemy są bardzo różne pod każdym możliwym względem, sugerują globalny proces” – powiedział dr Dunn.

„Bez względu na środowisko, fale te są w stanie przenosić energię i cząstki w tym środowisku”.

Oznacza to, że podobny proces może napędzać zorzę polarną na innych planetach, od Urana po Saturna.

Lucyna Kedziora-Chudczer, astronom z University of Southern Queensland, powiedziała, że ​​potrzeba więcej pracy, aby w pełni zrozumieć, w jaki sposób Jowisz tworzy niesamowitą zorzę polarną.

„Jowisz jest w dużym stopniu naturalnym laboratorium, w którym możemy testować różne pomysły na temat interakcji fal elektromagnetycznych z tymi naładowanymi cząsteczkami” – powiedziała dr Kidziora Choudzer, która nie była zaangażowana w badanie.

„To jest jeden element układanki”.