Kunne genforbindelse i lav højde forsyne Jupiters polære nordlys?

Ligesom Jorden, Jupiters magnetfelt kanaliserer elektrisk ladede partikler ind i atmosfæren, hvilket resulterer i dannelsen af ​​strålende nordlys nær dens poler. Imidlertid, lysstyrken og variationen af ​​Jupiters nordlys-emissioner overstiger dem, der genereres på vores planet. Af særlig interesse er emissionspletter, der stammer fra endnu tættere på polerne end de vigtigste nordlys, et træk, der fremstår langt stærkere ved Jupiter end ved Jorden eller Saturn.

Emission i polarområdet kan være flygtigt, varer minutter eller nogle gange kun sekunder. Det polære nordlysområde kan yderligere opdeles i tre morfologier:"mørke" områder med minimal emission, "aktive" områder med kraftig emission, og, på de højeste breddegrader, "hvirvel" områder med turbulent emission.

NASAs Juno-rumfartøj har opdaget nedadgående partikelflux, der kan stå for hovedemissionen. Imidlertid, der er ikke fundet en sådan flux, der kunne stå for hovedparten af ​​de polære emissioner, især dem fra hvirvelregionerne. Masters et al. foreslå en mekanisme, der endnu ikke ville være blevet observeret af Juno:magnetisk genforbindelse, der forekommer ikke langt over de jovianske skytoppe.

Forfatterne udfører en-dimensionel magnetohydrodynamisk modellering for at spore udviklingen af ​​individuelle magnetiske feltlinjer i nærheden af ​​Jupiters pol. De modellerer området, der starter ved toppen af ​​planetens atmosfære og strækker sig 2 jovianske radier fra det punkt. Denne region ligger helt under alle eksisterende rumfartøjsobservationer.

Bølger, der bevæger sig gennem plasmaet, kommer ind i modeldomænet fra oven, genereret af interaktioner længere ude i planetens magnetosfære. Udbredelsen af ​​disse bølger har den virkning at afbøje de idealiserede magnetfeltlinjer fra en perfekt lodret position. Dette er en lille effekt, i størrelsesordenen 0,01°, men det kan være tilstrækkeligt at kickstarte magnetiske genforbindelseshændelser mellem nabofeltlinjer.

Under genforbindelse, tilstødende feltlinjer brydes og reformeres i en mere energimæssigt gunstig konfiguration. Denne proces frigiver energi lagret i marken, som bliver båret væk af accelerationen af ​​nærliggende ladede partikler. Forfatterne foreslår, at nedadgående energiske elektroner kan være kilden til hvirvelregionerne i Jupiters polære nordlys.

Endelig, forfatterne foreslår, at denne effekt ikke er vigtig på Jorden eller Saturn på grund af deres svagere magnetfelter. Jupiters felt er mere end en størrelsesorden stærkere, og genforbindelseshastigheden stiger med nogenlunde kvadratet af denne værdi. Dermed, Jupiter har stærke polære nordlys, hvorimod Jorden og Saturn ikke gør det.

Denne historie er genudgivet med tilladelse fra Eos, vært af American Geophysical Union. Læs den originale historie her.