Jupiters X-ray auroras pulserer uafhængigt

Jupiters intense nord- og sydlys pulserer uafhængigt af hinanden ifølge ny UCL-ledet forskning ved hjælp af ESAs XMM-Newton og NASAs Chandra røntgenobservatorier.

Studiet, offentliggjort i dag i Natur Astronomi , fandt ud af, at røntgenemissioner med meget høj energi på Jupiters sydpol konsekvent pulserer hvert 11. minut. I mellemtiden er dem på nordpolen uberegnelige:stigende og faldende i lysstyrke, uafhængig af sydpolen.

Denne adfærd adskiller sig fra Jordens nordlige og sydlige nordlys, som stort set afspejler hinanden i aktivitet. Andre lignende store planeter, såsom Saturn, ikke producerer nogen påviselig røntgen-aurora, hvilket gør fundene ved Jupiter særligt forvirrende.

"Vi forventede ikke at se Jupiters røntgen-hot spots pulsere uafhængigt, da vi troede, at deres aktivitet ville blive koordineret gennem planetens magnetfelt. Vi er nødt til at studere dette yderligere for at udvikle ideer til, hvordan Jupiter producerer sin røntgen-aurora og NASA's Juno mission er virkelig vigtig for dette, " forklarede hovedforfatter, William Dunn (UCL Mullard Space Science Laboratory, Storbritannien og Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, USA).

Siden ankomsten til Jupiter i 2016, Juno-missionen har omskrevet meget af det, der er kendt om den gigantiske planet, men rumfartøjet har ikke et røntgeninstrument om bord. For at forstå, hvordan røntgen-aurora produceres, holdet håber at kombinere røntgenstråleinformationen indsamlet ved hjælp af XMM-Newton og Chandra med data indsamlet af Juno, mens den udforsker de regioner, der producerer Jupiters nordlys.

"Hvis vi kan begynde at forbinde røntgensignaturerne med de fysiske processer, der producerer dem, så kan vi bruge disse signaturer til at forstå andre kroppe på tværs af universet, såsom brune dværge, exoplaneter eller måske endda neutronstjerner. Det er et meget kraftfuldt og vigtigt skridt i retning af at forstå røntgenstråler i hele universet og et, som vi kun har, mens Juno udfører målinger samtidigt med Chandra og XMM-Newton, sagde William Dunn.

En af de teorier, som Juno kan være med til at bevise eller modbevise, er, at Jupiters nordlys dannes separat, når planetens magnetfelt interagerer med solvinden. Teamet formoder, at magnetfeltlinjerne vibrerer, producerer bølger, der fører ladede partikler mod polerne, og disse ændrer sig i hastighed og rejseretning, indtil de kolliderer med Jupiters atmosfære, genererer røntgenimpulser.

Ved hjælp af røntgenobservatorierne XMM-Newton og Chandra i maj til juni 2016 og marts 2007, forfatterne producerede kort over Jupiters røntgenstråling og identificerede et røntgen-hot spot ved hver pol. Hvert hot spot dækker et område, der er meget større end jordens overflade. Studerer hver for at identificere adfærdsmønstre, de fandt ud af, at hot spots har meget forskellige egenskaber.

"Opførslen af ​​Jupiters røntgenstrålepunkter vækker vigtige spørgsmål om, hvilke processer der producerer disse auroras. Vi ved, at en kombination af solvindioner og ioner af ilt og svovl, oprindeligt fra vulkanske eksplosioner fra Jupiters måne, Io, er involveret. Imidlertid, deres relative betydning for frembringelsen af ​​røntgenstrålingen er uklar, " forklarede medforfatter Dr Licia Ray (Lancaster University).

"Hvad jeg finder særligt fængslende i disse observationer, især på det tidspunkt, hvor Juno foretager målinger in situ, er det faktum, at vi er i stand til at se begge Jupiters poler på én gang, en sjælden mulighed, der sidst opstod for ti år siden. Sammenligning af adfærden ved de to poler giver os mulighed for at lære meget mere om de komplekse magnetiske interaktioner, der foregår i planetens miljø, " konkluderede medforfatter professor Graziella Branduardi-Raymont (UCL Space &Climate Physics).

Holdet håber at blive ved med at spore aktiviteten af ​​Jupiters poler i løbet af de næste to år ved hjælp af røntgenobservationskampagner i forbindelse med Juno for at se, om denne tidligere urapporterede adfærd er almindelig.