Naukowcy uzyskali nowy wgląd w unikalne źródło zasilania wielu zorze Jowisza, najbardziej spektakularnych i aktywnych zorze w Układzie Słonecznym. Rozszerzone monitorowanie gigantycznej planety za pomocą Obserwatorium rentgenowskiego Chandra NASA wykryło obecność wysoko naładowanych cząstek rozbijających się do atmosfery ponad biegunami.
Widma rentgenowskie zmierzone przez Chandra wykazały, że aktywność zorzy była wytwarzana przez jony tlenu i innych pierwiastków, które zostały pozbawione większości swoich elektronów. To implikuje, że cząsteczki te zostały przyspieszone do wysokich energii w środowisku o wartości wielu milionów woltów ponad biegunami planety. Obecność tych jonów energetycznych wskazuje, że przyczyna wielu zorze Jowisza różni się od zorze wytwarzanej na Ziemi lub na Saturnie.
„Statki kosmiczne nie badały regionu ponad biegunami Jowisza, więc obserwacje rentgenowskie stanowią jeden z niewielu sposobów na zbadanie tego środowiska” - powiedział Ron Elsner z NASA Marshall Space Center w Huntsville w Alabamie i główny autor niedawno opublikował artykuł opisujący te wyniki w Journal for Geophysical Research. „Wyniki te pomogą naukowcom zrozumieć mechanizm generowania mocy z zorzy Jowisza, które są tysiąc razy silniejsze niż na Ziemi”.
Napięcia elektryczne o wartości około 10 milionów woltów i prądy o wartości 10 milionów amperów - sto razy większe niż najpotężniejsze pioruny - są wymagane do wyjaśnienia obserwacji rentgenowskich. Napięcia te wyjaśniałyby również emisję radiową z elektronów energetycznych obserwowanych w pobliżu Jowisza przez statek kosmiczny Ulysses.
Na Ziemi zorze są wywoływane przez burze słoneczne cząstek energetycznych, które zakłócają ziemskie pole magnetyczne. Podmuchy cząstek Słońca mogą również wytwarzać zorze polarne na Jowiszu, ale w przeciwieństwie do Ziemi, Jowisz ma inny sposób wytwarzania zorzy. Szybki obrót Jowisza, intensywne pole magnetyczne i obfite źródło cząstek z jego wulkanicznie aktywnego księżyca Io tworzą ogromny rezerwuar elektronów i jonów. Te naładowane cząstki, uwięzione w polu magnetycznym Jowisza, są stale przyspieszane do atmosfery powyżej obszarów polarnych, gdzie zderzają się z gazami, tworząc zorzę polarną, która prawie zawsze jest aktywna na Jowiszu.
Gdyby cząstki odpowiedzialne za zorzę polarną pochodziły ze Słońca, powinna im towarzyszyć duża liczba protonów, które wytworzyłyby intensywną zorzę ultrafioletową. Obserwacje promieniowania ultrafioletowego Hubble'a wykonane w okresie monitorowania Chandra wykazały stosunkowo słabe rozbłysk promieniowania ultrafioletowego. Połączone dane Chandry i Hubble'a wskazują, że ta aktywność zorzowa była spowodowana przyspieszeniem naładowanych jonów tlenu i innych pierwiastków uwięzionych w polarnym polu magnetycznym wysoko nad atmosferą Jowisza.
Chandra zaobserwowała Jowisza w lutym 2003 r. Dla czterech obrotów planety (około 40 godzin) podczas intensywnej aktywności zorzy. Tym obserwacjom Chandra, wykonanym za pomocą zaawansowanego spektrometru obrazującego CCD, towarzyszyło półtorej godziny obserwacji teleskopu kosmicznego Hubble'a przy długości fal ultrafioletowych.
Zespół badawczy obejmował także Noe Lugaz, Hunter Waite i Tariq Majeed (University of Michigan, Ann Arbor), Thomas Cravens (University of Kansas, Lawrence), Randy Gladstone (Southwest Research Institute, San Antonio, Teksas), Peter Ford (Massachusetts) Institute of Technology, Cambridge), Denis Grodent (University of Liege, Belgia), Anil Bhardwaj (Marshall Space Flight Center) oraz Robert MacDowell i Michael Desch (Goddard Space Flight Center, Greenbelt, MD)
NASA Marshall Space Flight Center, Huntsville, Ala., Zarządza programem Chandra dla NASA Office of Space Science, Waszyngton. Northrop Grumman z Redondo Beach, Kalifornia, dawniej TRW, Inc., był głównym wykonawcą obserwatorium. Smithsonian Astrophysical Observatory kontroluje naukę i operacje lotnicze z Centrum Rentgenowskiego Chandra w Cambridge, Massachusetts.
Dodatkowe informacje i zdjęcia są dostępne na stronie: http://chandra.harvard.edu i http://chandra.nasa.gov
Oryginalne źródło: Chandra News Release
