Hoe wordt de aurora borealis op Jupiter geboren? De puzzel is opgelost

Astronomen hebben een “prachtige reeks gebeurtenissen” kunnen traceren door de aurora-röntgenstralen op Jupiter te verklaren. Het blijkt dat de ionen door de magnetische veldlijnen van de reus navigeren.

De aurora borealis verschijnen niet alleen op aarde. Al bijna 40 jaar bestuderen planetaire astronomen ook ” Aurorale röntgenstraling Zichtbaar op Jupiter. Ze verschijnen wanneer ionen (elektrisch geladen atomen) botsen met de atmosfeer van Jupiter. Dat is een deel van de verklaring, maar het mysterie ligt ergens anders: hoe komen de ionen in deze atmosfeer?

Dankzij analyse van gegevens van NASA’s Juno-sonde, de X-ray Telescope (XMM-Newton) van ESA, een nieuwe studie gepubliceerd op vrijdag 9 juli 2021 in wetenschappelijke vooruitgang op dit fenomeen. Voor het eerst werden ionen gezien die “surften” over de magnetosfeer van Jupiter en zijn elektromagnetische golven.

‘Fantastische reeks evenementen’

De weg naar het antwoord ontstond toen astronomen, waaronder hoofdauteur van deze studie Zhongua Yao, ontdekten wat er ongebruikelijk was aan deze aurora borealis, vergeleken met wat er op aarde gebeurt. Op onze planeet kunnen aurora’s inderdaad alleen vanuit specifieke hoeken worden waargenomen: op 65 en 80 graden noorderbreedte ter hoogte van de magnetische polen. Op hogere breedtegraad verdwijnt de aurora, omdat ze zich niet meer kunnen vormen: magnetische veldlijnen zijn niet uitgelijnd met de aarde om contact te maken met de zonnewind. Dit betekent dat vanuit het oogpunt van onze kennis van het planetaire magnetische veld, er geen aurora borealis zou moeten zijn op de hoogste breedtegraad van Jupiter.

De aurorale röntgenstraling van Jupiter vindt echter plaats op deze breedtegraden, wat in strijd is met de verwachtingen. Dit betekent dat het magnetische veld “gesloten” is: de magnetische veldlijnen zijn aan de ene pool niet goed uitgelijnd en maken geen verbinding met de zonnewind, maar weer met de planeet, aan de andere pool. Om dit aspect te onderzoeken, lanceerden Zhongua Yao en zijn team computersimulaties, die vaststelden dat aurora borealis met verschillende gesloten magnetische velden van dit type, maar die zich miljoenen kilometers in de ruimte uitstrekken, een verre ring maakte voordat hij terugkeerde naar het “lichaam” van Jupiter. .

Deze vroege reactie was onvoldoende. Daarom gebruikten astronomen de beroemde XMM-Newton-telescoop om Jupiter 26 uur lang continu te observeren. Tegelijkertijd vloog de Juno-sonde over gebieden waar het team de bron van de aurora borealis had voorspeld. De koppeling van de gegevens maakte het mogelijk om te ontdekken dat deze oorsprong te vinden is in de fluctuaties van het magnetische veld van Jupiter. Terwijl de planeet draait, trekt het zijn magnetische veld in deze beweging en botst met de zonnewind, een stroom plasma die grotendeels uit ionen bestaat. Deze elektrisch geladen deeltjes worden vervolgens gevangen en samengedrukt tegen het magnetische veld. Tijdens dit proces worden elektromagnetische golven gegenereerd die de ionen op veldlijnen zullen “wiggen”.

Zoals de European Space Agency uitlegt in een commentaar op de ontdekking, moet je je voorstellen dat de ionen “surfen” op magnetische veldlijnen, binnen deze elektronengolven. Ze worden duizenden kilometers gereden en na beweging worden ze teruggebracht naar Jupiter en botsen ze met de atmosfeer. Dit is wat de aurora borealis voor röntgenstralen creëert. Die, volgens de auteurs van de ontdekking, ” Fantastische reeks evenementen ».

Elke keer dat een puzzel wordt opgelost, wordt deze gevuld met nieuwe mysteries die ook worden ontdekt, waardoor nieuwe wegen voor onderzoek worden geopend, zowel voor het bestuderen van de magnetische velden van andere planeten als voor de zeer speciale aurorae van de aarde, ionische aurora’s genaamd. Op grotere schaal zouden elektromagnetische golven wel eens een rol kunnen spelen bij het ontstaan ​​van Jupiters aurora borealis. Een belangrijke rol bij de overdracht van energie van de ene plaats naar de andere in het universum ».

Vervolg van de video