Jupiters komplekse forbigående nordlys

Kombinerede observationer fra tre rumfartøjer viser, at Jupiters lyseste nordlys træk, der er registreret til dato, er drevet af både den vulkanske måne Io og interaktion med solvinden.

På jorden, nordlys er tydeligt drevet af solvinden, der strømmer forbi planeten. Men Jupiters gigantiske nordlys - størrelser, der er stærkere end dem på Jorden - menes hovedsageligt at være drevet af faktorer inden for det jovianske system. Nu, ved at kombinere observationer fra tre rumfartøjer, videnskabsmænd fra et internationalt samarbejde ledet af en forsker ved RIKEN Nishina Center for Accelerator-Based Science har vist, at billedet er komplekst – vulkaner på Io, en af ​​Jupiters måner – og det mest aktive vulkanske legeme i solsystemet – er ansvarlige for at drive nogle af Jupiters lyseste nordlystræk gennem interaktioner med chokbølgen forårsaget af solvindens ankomst.

For at udføre undersøgelsen, gruppen så på data fra tre rumbaserede kilder - Japans Hisaki-satellit, et ekstremt ultraviolet observatorium i kredsløb om jorden, der blev opsendt i lavt kredsløb om jorden i 2013, Juno rumfartøjet, som kom i kredsløb om Jupiter i juli 2016, og Hubble-rumteleskopet, som tog højopløselige langt ultraviolette billeder af Jupiter, da Juno kom i kredsløb. Ved at kombinere dataene fra de tre rumfartøjer - inklusive snapshots taget af Hisaki med ti minutters intervaller i en periode på mere end seks måneder, holdet var i stand til mere præcist at kortlægge processen, hvorigennem svovlgassen, der kommer ud fra Ios kraftige vulkaner, opbevares i området langt fra Jupiter, forbigående accelereret, overført til Jupiter, og kanaliseres ind i Jupiters polarområde, hvor det driver nordlyset. Disse fund blev opdaget under en "forbigående lysere" af Jupiters nordlys - med fænomenet, der bevægede sig fra polarområdet mod ækvator - der blev opdaget i maj 2016, da Juno nærmede sig. Dataene viste, at energien fra Ios gasemission på en eller anden måde blev overført mod Jupiter med en hastighed, der nærmede sig 400 til 800 kilometer i sekundet i det ækvatoriale område af rummet omkring Jupiter.

Tidligere observationer var blevet foretaget ved at kombinere dataene fra Hisaki, og HST havde konkluderet, at solvinden havde lidt at gøre med de forbigående nordlys. "Hvad er specielt ved vores observationer, " siger hovedforfatter Tomoki Kimura, en særlig postdoktor ved RIKEN, "er, at vi var i stand til at time observationerne med Juno-rumfartøjets ankomst ind i joviansk kredsløb. Det viser sig, at Juno opdagede en chokbølge, der stammer fra solvinden, og dette fik os til at udlede, at solvinden var, sammen med Io, spiller en rolle i processen ved at drive energien mod Jupiter."

I fortiden, det blev generelt anset, at magnetfeltet i et roterende astronomisk legeme er kraftigt nok til fuldstændigt at dominere azimutale bevægelser af energi og masse i nærheden af ​​det, men holdets resultater udfordrer denne antagelse, da energien ser ud til at bevæge sig fra området langt fra Jupiter mod Jupiter.. Desuden, denne proces ser ud til at holde for andre roterende legemer såsom neutronstjerner.

Ser på fremtiden, Kimura fortsætter, "Det jovianske system er kendt for at indeholde flere iskolde måner, nemlig Europa og Ganymedes, som potentielt kan have udenjordisk liv i deres underjordiske oceaner af flydende vand, og energien drevet fra det fjerne område mod Jupiter kunne give støtte til kemiske processer på månernes iskolde overflade. Tidligere vidste vi ikke, hvordan energien blev accelereret til så enorme hastigheder, men nu, takket være disse fund, vi har en bedre idé. Nu hvor Juno er i kredsløb om Jupiter, vi vil fortsætte med at modtage nye observationsdata, der vil hjælpe os med at finde ud af, hvordan energien overføres, igen giver os mulighed for at få indsigt i vores søgen efter liv i de iskolde verdener."

Værket er udgivet i Geofysiske forskningsbreve .