Burzliwe, nieoczekiwane prądy trzaskają w atmosferze Jowisza, wytwarzając wspaniałe zorze polarne.
Juno, sonda NASA, która krąży wokół gazowego giganta od 2016 r., Przepływa nad regionami polarnymi Jowisza kiedykolwiek 53,5 dni, zbierając dane o siłach magnetycznych, które wytwarzają ultra jasne zorzy nad wielką planetą. W nowym artykule, opublikowanym 8 lipca w czasopiśmie Nature Astronomy, badacze pracujący z danymi Juno odkryli, że prądy elektryczne przepływające przez magnetosferę Jowisza - region jego atmosfery bogatej w linie pola magnetycznego - nie działają zgodnie z oczekiwaniami. Sonda wykryła mniej prądu stałego - prądu, który stale płynie w jednym kierunku - niż przewidywali fizycy. Było to tylko około 50 milionów amperów, niesamowicie silny prąd, ale nie tak wysoki, jak sugerują teoretyczne modele magnetosfery Jowisza.
Odkrycie to sugeruje, że „prąd przemienny” - prąd, który migocze tam iz powrotem - odgrywa znacznie większą rolę w wytwarzaniu zorzy Jowisza niż ktokolwiek się spodziewał, jak napisali naukowcy. Na Jowiszu, podobnie jak na Ziemi, zorze są produktem wirujących prądów w polach magnetycznych oddziałujących z cząstkami o wysokiej energii ze Słońca.
„Te obserwacje, w połączeniu z innymi pomiarami statku kosmicznego Juno, pokazują, że prądy przemienne odgrywają znacznie większą rolę w generowaniu zorzy Jowisza niż system prądu stałego” - powiedział w oświadczeniu autor artykułu Joachim Saur.
Na Ziemi zwykle myślimy o prądach przemiennych i stałych (AC i DC) w kategoriach elektroniki. Znani pod koniec XIX wieku wynalazcy Thomas Edison i Nikola Tesla ostro nie zgodzili się, która metoda powinna być zastosowana do zasilania urządzeń elektrycznych. Według amerykańskiego Departamentu Energii (DOE) moc prądu stałego nie zmienia się tak łatwo między różnymi napięciami, więc Tesla chciała przekształcić łatwiejszy w prąd przemienny w standard. Edison, strzegąc swoich patentów zależnych od DC, opierał się zmianie i rozpowszechniał dezinformację, że AC jest bardziej niebezpieczne, według DOE.
Ostatecznie Tesla wygrała, a AC stało się standardem dla elektrowni w USA. Jednak według DOE prąd stały odzyskał popularność w miarę wprowadzania na rynek większej liczby urządzeń zasilanych bateryjnie. Twoje światła są prawdopodobnie zasilane prądem przemiennym, ale istnieje duże prawdopodobieństwo, że urządzenie, na którym czytasz to, korzysta z prądu stałego. (Dlatego twój laptop wymaga zasilacza sieciowego).
W przestrzeni wokół Jowisza proporcja prądu przemiennego do prądu stałego nie zależy od waśni przednowoczesnych wynalazców, ale od zachowania jonów w atmosferze planety. Jowisz ma potężne prądy niż Ziemia z kilku powodów, w tym ze względu na ogromny rozmiar, dużą prędkość wirowania i nadmiar naładowanych cząstek (jonów) wypompowywanych z wulkanów na Księżycu Io.
Naukowcy napisali, że tak duża część tych prądów prądu przemiennego wydaje się być wynikiem turbulencji w polach magnetycznych planety. Turbulencja w tym sensie odnosi się do nieuporządkowanego sposobu, w jaki zmienia się kształt i kierunkowość pól magnetycznych. I te turbulencje wywołują różne efekty na każdym z dwóch biegunów Jowisza.
Naukowcy napisali, że w czasie, gdy Juno krążył wokół Jowisza, biegun północny planety doświadczył około połowy prądu bieguna południowego. Wydaje się, że jest to wynikiem znacznie bardziej złożonego rozmieszczenia linii pola magnetycznego na północy, które przerywają przepływ prądów. Jak napisali, na południu linie pola magnetycznego są „gładsze”.
Zauważyli, że skutki tych różnic są widoczne w zorzach dwóch biegunów. Na północy zorza jest bardziej rozproszona, ze strukturą „włókien i rozbłysków”. Na południu zorza ma większą strukturę, z „jasnym łukiem” rozciągającym się od głównego owalu, w którym występują zorze.
Badania nad potężnymi polami magnetycznymi Jowisza, jak napisali naukowcy, mogą pomóc w zrozumieniu słabszego pola magnetycznego Ziemi - głównej ochrony ludzkości przed ostrymi cząsteczkami słonecznymi. Niektórzy badacze już podejrzewali, że turbulencje wytwarzają znaczną część prądów na całej naszej planecie. Ta praca wydaje się potwierdzać ten pomysł.
