Båndet afslører mysteriet om Jupiters magnetiske ækvator

Opdagelsen af ​​et mørkt bånd med svage hydrogenionemissioner, der omkranser Jupiter, har væltet tidligere tankegang om den gigantiske planets magnetiske ækvator.

Et internationalt team af forskere under ledelse af University of Leicester har identificeret det svækkede bånd af H3+ -emissioner nær den jovigrafiske ækvator ved hjælp af NSFCam -instrumentet ved NASA InfraRed Telescope Facility, det første tegn på en lokaliseret ionosfærisk interaktion med Jupiters magnetfelt.

Undersøgelsen er publiceret online af Natur Astronomi i dag (23. juli).

I fortiden, undersøgelser af Jupiters ionosfære har næsten udelukkende fokuseret på planetens poler, kigger på auroraerne. Disse observationer så det meste af Jupiters ionosfære som relativt glat og uinteressant.

Denne seneste undersøgelse har åbnet hele ionosfæren for undersøgelse og tyder på, at Jupiters ionosfære er så kompleks som vores observationer er i stand til at måle med detaljer, der endnu ikke er afsløret. Det viser også, at på trods af forskellene i deres størrelse og struktur, både Jorden og Jupiter har et lignende lokaliseret bånd, der snor sig rundt om planetens magnetiske ækvator.

Ionosfæren er den ioniserede del af Jupiters øvre atmosfære. Her, kollisioner mellem fotoelektroner og H2 er en betydelig kilde til H3+ -ioner.

En forklaring på det mørke bånd er, at fordi elektroner fortrinsvis bevæger sig langs magnetfeltlinjer, disse fotoelektroner omdirigeres til højere breddegrader fra den magnetiske ækvator, når de bevæger sig til lavere højder - efterlader båndet med reduceret H3+ -produktion.

Nylige data fra NASAs Juno -rumfartøj understøtter teorien om, at dette bånd er en signatur for Jupiters magnetiske ækvator.

Hovedforfatter Dr. Tom Stallard, Lektor i planetarisk astronomi fra University of Leicester, sagde:"Første gang vi så det mørke bånd sno sig rundt om Jupiter i vores data, vi følte os sikre på, at vi så noget særligt på Jupiter. Resultatet var så opsigtsvækkende og alligevel klart, det overraskede os alle, og vi mistænkte stærkt og spekulerede i, at funktionen var forårsaget af Jupiters magnetiske ækvator.

"Det var en stor lettelse for os, at et par måneder før vores papir blev offentliggjort, blev den første magnetiske model af Jupiter frigivet fra Juno -rumfartøjet, giver et hidtil uset billede af Jupiters ækvatoriale magnetfelt, og den målte magnetiske ækvator stillede næsten præcist op med vores mørke emissionsbånd.

"Vores observationer, sammen med de nylige målinger foretaget af Juno -rumfartøjer, har overrasket os. Nogle af Jupiters aurorale regioner var meget komplekse, og så mange tidligere modeller forudsagde, at en meget kompleks magnetisk ækvator ville matche dette, men den magnetiske ækvator er faktisk formet meget mere som Jordens.

"Forskere, der arbejder med Juno, har antydet, at dette kan indikere, at de komplekse forvrængninger i Jupiters magnetfelt kan forekomme på relativt lave dybder på planeten. Vores målinger understøtter også, at fordi selvom ækvator er overraskende enkel, vi ser masser af kompleksitet i ionosfæren mellem ækvator og polen. Dette tyder på, at Jupiters magnetfelt i disse områder er meget mere komplekst end Jordens. Det tyder også på, at da Juno tager observationer med højere opløsning, det vil fortsat afsløre endnu mere fin skala kompleksitet. "

Forskerne brugte 13, 501 billeder af H3+ -emissioner taget over 48 nætter mellem 1995 og 2000. Dette er med til at afsløre ændringshastigheden i Jupiters komplekse midterbredde magnetfelt og giver indsigt i, hvad der sker dybt inde i Jupiter. Det tyder også på, at placeringen af ​​Jupiters magnetiske ækvator har været stabil i løbet af de 15 år, der adskiller disse to uafhængige målinger.

Observationerne identificerede en række andre lokaliserede mørke områder, herunder det område, der sidste år blev identificeret som det store kolde sted af det samme team af forskere. Det store kolde sted menes også at være forårsaget af virkningerne af planetens magnetfelt, med sine spektakulære polar -auroraer, der driver energi ind i atmosfæren i form af varme, der strømmer rundt om planeten og skaber et område med køling i termosfæren.