Jupiters aurora præsenterer et stærkt mysterium

Forskere på NASAs Juno -mission har observeret enorme mængder energi, der hvirvler over Jupiters polarområder, der bidrager til den gigantiske planets kraftfulde aurora - kun ikke på måder, forskerne forventede.

Undersøgelse af data indsamlet af det ultraviolette spektrograf og detektorinstrumenter for energipartikler ombord på det Jupiter-kredsende Juno-rumfartøj, et team ledet af Barry Mauk fra Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory, Laurel, Maryland, observerede signaturer af kraftfulde elektriske potentialer, tilpasset Jupiters magnetfelt, der accelererer elektroner mod den joviske atmosfære ved energier op til 400, 000 elektron volt. Dette er 10 til 30 gange højere end de største aurorale potentialer observeret på Jorden, hvor der typisk kun er brug for flere tusinde volt for at generere den mest intense aurora - kendt som diskret aurora - den blændende, vridning, slangelignende nord- og sydlys set på steder som Alaska og Canada, Nordeuropa, og mange andre nordlige og sydlige polarområder.

Jupiter har den mest kraftfulde aurora i solsystemet, så teamet var ikke overrasket over, at elektriske potentialer spiller en rolle i deres generation. Hvad undrer forskerne, Mauk sagde, er, at trods størrelsen af ​​disse potentialer ved Jupiter, de observeres kun nogle gange og er ikke kilden til de mest intense auroras, som de er på Jorden.

"På Jupiter, de lyseste auroraer skyldes en slags turbulent accelerationsproces, som vi ikke forstår særlig godt, "sagde Mauk, der leder efterforskningsteamet for det APL-bygget Jupiter Energetic Particle Detector Instrument (JEDI). "Der er hints i vores seneste data, der indikerer, at efterhånden som auroralgenerationens effekttæthed bliver stærkere og stærkere, processen bliver ustabil, og en ny accelerationsproces tager over. Men vi bliver nødt til at fortsætte med at se på dataene. "

Forskere betragter Jupiter som et slags fysiklaboratorium for verdener uden for vores solsystem, at sige, at Jupiters evne til at accelerere ladede partikler til enorme energier har betydning for, hvordan fjernere astrofysiske systemer fremskynder partikler. Men hvad de lærer om kræfterne, der driver Jupiters aurora og former dets rumvejrsmiljø, har også praktiske konsekvenser i vores egen planetariske baggård.

"De højeste energier, vi observerer inden for Jupiters aurorale områder, er formidable. Disse energiske partikler, der skaber auroraen, er en del af historien i forståelsen af ​​Jupiters strålingsbælter, som udgør en sådan udfordring for Juno og for kommende rumfartøjsmissioner til Jupiter under udvikling, "sagde Mauk." Teknik omkring de ødelæggende virkninger af stråling har altid været en udfordring for rumfartøjsingeniører til missioner på Jorden og andre steder i solsystemet. Det vi lærer her, og fra rumfartøjer som NASAs Van Allen Probes og Magnetospheric Multiscale mission (MMS), der udforsker Jordens magnetosfære, vil lære os meget om rumvejr og beskyttelse af rumfartøjer og astronauter i barske rummiljøer. At sammenligne processerne på Jupiter og Jorden er utrolig værdifuldt til at teste vores ideer om, hvordan planetarisk fysik fungerer. "

Mauk og kolleger præsenterer deres resultater i tidsskriftet 7. september i tidsskriftet Natur .