gov-civil-vilareal.ptZáhada polárnych žiarov Jupitera bola konečne vyriešená - a Zem s nimi má viac spoločného, ako sme si mysleli
>Jupiter sa rozsvieti spôsobom, ktorý by mohol konkurovať väčšine tematických parkov po súmraku (nehovoriac o polárnych žiarach Zeme) - ale čo je za týmto čarodejníctvom? Plazma.
Fantastické röntgenové svetlice polárnej žiary Jupitera majú niektoré veci spoločné so severnými svetlami našej planéty. Oba sú spustené vibrujúcimi magnetickými siločiarami, okrem toho, že Jupiter uvoľní dostatok energie na dočasné napájanie celej ľudskej civilizácie. Na rozdiel od pozemskej verzie tohto javu sú Jupiterove telesá pre nás neviditeľné, pretože žiaria iba v röntgenovom žiarení. Majú niečo spoločné s magnetickým poľom. Teraz vieme čo .
Tím vedcov, vedený planetárnymi vedcami Zhonghua Yao z Čínskej akadémie vied a Wiliamom Dunnom z University College London, to konečne nazval v štúdii, nedávno publikovanej v r. Pokroky vo vede. Predtým sa vedelo, že polárne žiary sa vyskytujú pri kolízii iónov s jovianskou atmosférou a že medzi čiarami magnetického poľa je plazma. Yao zistil, že tieto ióny narazia do atmosféry a uvoľnia ióny v röntgenovej forme, keď tieto čiary magnetického poľa spustia vlny v plazme.
Kľúčovou otázkou bolo, čo môže periodicky nútiť ióny narážať do atmosféry Jupitera, hovorí Yao pre SYFY WIRE. Potom vyvstala otázka: ako sú spojené tlakové vlny a zrážky iónov? Elektromagnetické iónové cyklotronové vlny sú ideálnym spojením z teoretickej fyziky plazmy.
Zálohujte iba sekundu. O chvíľu sa dostaneme k elektromagnetickým iónovým cyklotrónovým vlnám. Najprv však pozorovania.
Yao a jeho tím použili údaje zo sondy Jupiter Juno a vesmírneho observatória XMM-Newton na zistenie vedy, ktorá stojí za týmito takmer sci-fi javmi. XMM-Newton je jednou z najmodernejších röntgenových observatórií. Dokáže zistiť, koľko röntgenových lúčov sa uvoľňuje z pólov Jupitera dostatočne rýchlo, aby odhalil podrobnosti o zmenách v týchto emisiách v krátkom časovom období. To, ako často röntgenové lúče pulzovali, bol jeden náznak, ktorý v konečnom dôsledku viedol k odpovedi. Plazmové elektromagnetické vlny alebo magentohydrodynamické vlny sa šíria po čiare magnetického poľa za desiatky minút.
Pokračovaním v porovnávaní pulzácií röntgenovej polárnej žiary s magnetickými vibráciami začneme vedieť, či celá magnetosféra Jupitera vibruje v čase, alebo sa to líši miesto od miesta, hovorí Dunn.
Obrazový kredit: RTG: NASA/CXC/UCL/W. Dunn a kol., Optický: južný pól: Kredity: NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Gerald Eichstädt/Seán Doran severný pól Kredit: NASA/JPL-Caltech /SwRI/MSSS
Zohľadnili sa akékoľvek poruchy v magnetickom poli a tím si uvedomil, že magentohydrodynamické vlny, na ktoré sa pozerali, sú zarovnané s impulzmi v röntgenových lúčoch. Išlo o stlačené magentohydrodynamické vlny. Fungovali ako kompresné vlny , ktoré zažívajú vibrácie rovnobežné so smerom, ktorým sa pohybujú, a môžu sa šíriť iba v médiu (hmota v priestore medzi nimi), ktorým bola plazma. The periodicity alebo opakované výskyty javu v určitých časových obdobiach, skontrolované v pozorovaniach XMM-Newton a Juno. Bol to dôkaz potrebný na vytvorenie počítačových modelov toho, čo sa deje.
Konzistentné periodicity medzi kompresnými vlnami meranými spoločnosťou Juno a röntgenovými pulzáciami meranými XMM-Newtonom sú kľúčovým dôkazom, hovorí Yao. Počas 26 hodín nepretržitého pozorovania röntgenových lúčov existovali tri intervaly, keď boli tieto dva súbory údajov k dispozícii. Konzistentná periodicita je extrémne nepravdepodobná náhoda.
Prekvapivo sú polárne žiary Jupitera bližšie k zemským, ako sme si mysleli. Polárna žiara na našej vlastnej planéte prechádza procesom, ktorý sa nepodobá tomu, čo sa deje na Jupiteri. Keď slnečný vietor vpustí nabité častice dovnútra, taktiež sa spustia do nášho magnetického poľa a pohybujú sa smerom k pólom, ako keby išli na kozmickej horskej dráhe. Potom narazia na molekuly atmosféry, ktoré sa stanú ionizované získaním alebo stratou elektrónov a spustením veľkolepej svetelnej šou. Na Jupiteri sú polárne žiary intenzívnejšie, ako trvalé. Častice totiž pochádzajú zo sopečného oxidu siričitého z jeho neustále vybuchujúceho mesiaca Io namiesto Slnka.
Teraz o vlny elektromagnetického iónového cyklotronu (EMIC) ktoré majú tiež spojenie s polárnymi žiarami na Zemi. A cyklotron vzniká, keď striedavé elektrické pole urýchľuje nabité častice, ktoré súčasne víria okolo špirálovej alebo kruhovej dráhy v magnetickom poli. Tieto vlny sa nachádzajú v magnetizovaných plazmách a uvoľňujú elektromagnetickú energiu blízko najbližšieho cyklotronu. Yao sa teší na využitie týchto znalostí v budúcom skúmaní iných planét a mesiacov.
Saturn, Urán a Neptún môžu poháňať systematické kompresné vlny, modulovať distribúciu iónov, vzrušujúce elektromagnetické iónové cyklotronové vlny, ktoré môžu rozptyľovať ióny a vyzrážať sa do planetárnych atmosfér, “hovorí. „Sopečné činnosti tiež nie sú jedinými procesmi, ktoré môžu vytvárať ťažké ióny. Veľké oblaky vodných pár na Saturnovom mesiaci Enceladus produkujú ióny vodných skupín, ktoré sa nelíšia od sopečných iónov.
Ide o to, že ióny v magnetosfére Jupitera majú oveľa väčšiu energiu ako tie, ktoré sa nachádzajú v magnetosférach iných telies, takže nečakajte celú svetelnú podložku. Ostatní plynní obri ako Saturn nemusia vytvárať ani röntgenové polárne žiary. Napriek tomu je to fascinujúci pohľad na to, ako sa vo vesmíre vytvárajú špeciálne efekty.
Sú aurorálne impulzy Jupitera podpisom globálneho procesu alebo iba malým lokalizovaným procesom, ktorý možno vidieť na miestach, ktoré Juno doteraz skúmala? Ešte nevieme, hovorí Dunn. Keďže Juno skúma stále viac prostredia okolo Jupitera, dúfajme, že vám na to odpovieme.
