Pole magnetyczne Jowisza zmieniło się od lat 70. XX wieku i udowodnili to fizycy.
To nie do końca niespodzianka. Pole magnetyczne Ziemi, jedyne pole planetarne, dla którego mamy dobre bieżące pomiary, zmienia się cały czas. Ale nowe informacje są ważne, ponieważ te niewielkie zmiany ujawniają ukryte szczegóły wewnętrznego „dynama” planety, układu wytwarzającego pole magnetyczne.
W artykule opublikowanym 20 maja w czasopiśmie Nature Astronomy zespół naukowców przyjrzał się danym pola magnetycznego z czterech poprzednich misji do Jowisza (Pioneer 10, który dotarł do Jowisza w 1973 r .; Pioneer 11, który dotarł do Jowisza w 1974 r .; Voyager 1, który dotarł do Jowisza w 1979 r. i Ulissesa, który dotarł do Jowisza w 1992 r.).
Porównali te dane z mapą pola magnetycznego planety wytworzoną przez statek kosmiczny Juno, który przeprowadził najnowszą i najdokładniejszą sondę gigantycznej planety. W 2016 roku Juno krążył bardzo blisko Jowisza, przechodząc od bieguna do bieguna, zbierając szczegółowe dane dotyczące pola grawitacyjnego i magnetycznego. Pozwoliło to badaczom opracować dokładny model pola magnetycznego planety i kilka szczegółowych teorii na temat jego wytwarzania.
Naukowcy stojący za tym artykułem wykazali, że dane z tych czterech starszych sond, choć bardziej ograniczone (każda z nich tylko raz przeleciała przez planetę), nie pasowały do modelu pola magnetycznego Jowisza z 2016 roku.
„Znalezienie czegoś tak drobnego jak zmiany w czymś tak ogromnym, jak pole magnetyczne Jowisza, było wyzwaniem” - powiedziała w oświadczeniu Kimee Moore, naukowiec z Juno z Harvardu i główny autor na papierze. „Posiadanie linii bazowej obserwacji z bliska przez cztery dekady dostarczyło nam wystarczających danych, aby potwierdzić, że pole magnetyczne Jowisza rzeczywiście zmienia się w czasie”.
Jedno wyzwanie: badacze byli zainteresowani jedynie zmianami w wewnętrznym polu magnetycznym Jowisza, ale planeta ma również magnetyzm pochodzący z górnej atmosfery. Naładowane cząstki z erupcji wulkanicznych na Io, najbardziej lotnym księżycu Jowisza, trafiają do josowskiej magnetosfery i jonosfery (rejon naładowanych cząstek w zewnętrznych obszarach atmosfery Jowisza) i mogą również zmieniać pole magnetyczne. Ale naukowcy opracowali metody odejmowania tych efektów z ich zbioru danych, pozostawiając je z danymi opartymi prawie całkowicie na wewnętrznym dynama planety.
Pytanie brzmiało: co spowodowało zmiany? Co się dzieje w dynamo Jowisza?
Naukowcy przyjrzeli się kilku różnym przyczynom zmian pola magnetycznego. Ich dane najbardziej pasowały do prognoz modelu, w którym wiatry we wnętrzu planety zmieniają pole magnetyczne.
„Wiatry te rozciągają się od powierzchni planety do głębokości 1 860 mil (3000 km), gdzie wnętrze planety zaczyna zmieniać się z gazu w wysoce przewodzący ciekły metal”, mówi oświadczenie.
Prawdę mówiąc, badacze nie widzą tego głęboko w Jowiszu, więc pomiary głębokości są naprawdę najlepszymi szacunkami, z kilkoma niepewnościami, jak napisali naukowcy w artykule. Mimo to naukowcy mają solidne teorie wyjaśniające, jak zachowują się wiatry.
„Uważa się, że ścinają one pola magnetyczne, rozciągają je i niosą po całej planecie” - mówi oświadczenie.
Większość tych zmian wywołanych wiatrem wydaje się być skoncentrowana w Wielkiej Niebieskiej Plamie Jowisza, regionie intensywnej energii magnetycznej w pobliżu równika Jowisza. (To nie jest to samo, co Wielka Czerwona Plama.) Północna i południowa część niebieskiej plamy przesuwa się na wschód od Jowisza, a środkowa trzecia przesuwa się na zachód, powodując zmiany w polu magnetycznym planety.
„To niewiarygodne, że jeden wąski gorący punkt magnetyczny, Wielka Niebieska Plama, może być odpowiedzialny za prawie wszystkie świeckie odmiany Jowisza, ale liczby to potwierdzają”, powiedział Moore w oświadczeniu. „Dzięki takiemu nowemu zrozumieniu pól magnetycznych podczas przyszłych badań naukowych zaczniemy tworzyć ogólnoświatową mapę zmienności Jowisza. Może ona również mieć zastosowanie dla naukowców badających ziemskie pole magnetyczne, które wciąż zawiera wiele zagadek do rozwiązania”.
