Jowisz ma silne pole magnetyczne 20 000 razy silniejsze niż Ziemia. Ale czy mechanizmy energetyzujące te cząsteczki są takie same dla obu planet? Nowe badania sugerują, że magnetosfery Jowisza i Ziemi mogą mieć więcej wspólnego niż wcześniej sądzono…
Jak informowaliśmy wcześniej w Space Magazine, istnieje możliwe źródło magnetosferycznego „syku”, który energetyzuje protony i elektrony w ziemskich pasach Van Allen. Odkrycie, że fale „chóru” niskiej częstotliwości propagujące się w górnej atmosferze ewoluują w fale, które mogą oddziaływać z naładowanymi cząsteczkami, jest znaczące, ponieważ pomaga rozwiązać 40-letnią debatę na temat tego, skąd te fale pochodzą. Teraz zakwestionowano naturę wysokoenergetycznych cząstek Jowisza uwięzionych w jego silnym polu magnetycznym.
Statek kosmiczny Galileo (na zdjęciu) zmierzyli aktywność fal radiowych w magnetosferze, krążącej wokół gazowego giganta przez osiem lat. Zgodnie ze współpracą naukową obejmującą badaczy z British Antarctic Survey (BAS), University of California, Los Angeles (UCLA) i University of Iowa (UI), podobne fale radiowe o niskiej częstotliwości mogą być odpowiedzialne za energetyzację elektronów w wysokich Jowiszach pasy cząstek energetycznych jak w naziemnych pasach Van Allena.
Chociaż szczegóły dotyczące źródła fal „chóru” Ziemi są szkicowe (wiemy, że pochodzą one poza plazmosferę otaczającą Ziemię i ewoluują w falę radiową „syczącą” wewnątrz pasów Van Allena), źródło fal radiowych niskiej częstotliwości wokół Jowisza pochodzi z interakcji między księżycem Io a polem magnetycznym Jowisza.
“Na Jowiszu fale są zasilane energią z wulkanów na Księżycu Io, w połączeniu z szybkim obrotem planety - raz na 10 godzin. Gazy wulkaniczne są jonizowane i wyrzucane z planety przez siłę odśrodkową. Materiał ten został zastąpiony wewnętrznym przepływem cząstek, które wzbudzają fale, które z kolei przyspieszają elektrony.”- Dr Richard Horne, główny autor badań, British Antarctic Survey (BAS).
Interakcja księżyców Jowisza z jego atmosferą jest podkreślona podczas analizy wzoru polarnych obszarów zorzy polarnej na planecie. Ponieważ pole magnetyczne jest tak silne na Jowiszu, masywne obszary jasnej emisji można zobaczyć w długościach fal UV (na zdjęciu na górze). Jest to emisja z ogromnych wyświetlaczy zorzy polarnej, gdy wysokoenergetyczne cząsteczki przemieszczają się w dół strumienia magnetycznego i wchodzą w interakcje z atmosferą Jowisza (podobnie do ziemskich wyświetlaczy zorzy, tylko znacznie większe). W zorzy „koronie” występują dziwne wzory - „ślady stóp” księżyców Jowisza, Io, Ganymede i Europy. Księżyce emitują cząsteczki, które są kierowane do Jowisza przez pole magnetyczne gazowego giganta. Ślady te pojawiają się jako małe punkty w Jowiszowych regionach polarnych, obracając się wraz z księżycami, gdy przechodzą przez magnetosferę.
Zdecydowanie najsilniejszy wpływ na magnetosferę Jowisza, Io stale wybucha z materiałem, strzelając nim przez jowiszowe pole magnetyczne. Dzięki danym Galileo wygląda na to, że ten szybki krążący księżyc generuje fale radiowe niskiej częstotliwości, napędzając cząsteczki o wysokiej energii uwięzione w plazmie przez Jowisza poprzez interakcje fala-cząstka.
“Przez ponad 30 lat uważano, że elektrony są przyspieszane w wyniku transportu w kierunku Jowisza, ale teraz pokazujemy, że przyspieszenie fali żyroskopowej jest bardzo ważnym krokiem, który działa zgodnie. ” - Dr Horne
Wyniki te będą miały ogromny wpływ na prognozowanie pogody kosmicznej. Gdy Słońce wybucha w okresach podwyższonej aktywności Słońca (tj. Podczas „maksimum słonecznego”), reakcja plazmyfery na Ziemi ma kluczowe znaczenie dla zrozumienia ilości niszczących cząstek o wysokiej energii, które mogą wpływać na misje kosmiczne, uszkadzać satelity i wyrządzać szkodę astronautom. Spojrzenie na ogromną magnetosferę Jowisza pomoże zrozumieć naszą własną magnetosferę, miejmy nadzieję, poprawi przewidywania burzy słonecznej.
Źródło: British Antarctic Survey
