Kromě toho, že Jupiter je největší a nejmasivnější planetou naší sluneční soustavy, je také jedním z jejích tajemnějších těl. To je jistě zřejmé, pokud jde o silné aurory Jupitera, které jsou v některých ohledech podobné těm na Zemi. V posledních letech se astronomové snažili studovat vzorce v Jupiterově atmosféře a magnetosféře, aby vysvětlili, jak funguje aktivita aurora na této planetě.
Například mezinárodní tým vedený vědci z University College London nedávno kombinoval údaje z Juno sonda s rentgenovými pozorováními, aby se zjistilo něco zajímavého o Jupiterových severních a jižních polární záře. Podle jejich studie, která byla zveřejněna v aktuálním čísle vědeckého časopisu Příroda - Bylo zjištěno, že Jupiterovy intenzivní rentgenové aurory Jupitera pulzují nezávisle na sobě.
Studii s názvem „Nezávislé pulzy severních a jižních rentgenových auror Jupitera“ vedl William Richard Dunn - fyzik z Laboratoře Mullard Space Science Laboratory a Centrum pro planetární vědu na UCL. Tým také tvořili vědci z Harvard-Smithsonianova centra pro astrofyziku (CfA), Jihozápadního výzkumného ústavu (SwRI), Marshall Space Flight Center, Jet Propulsion Laboratory a více výzkumných institucí.
Jak již bylo uvedeno, Jupiterovy aurory jsou poněkud podobné zemským, protože jsou také výsledkem nabitých částic ze Slunce (neboli „sluneční vítr“), které interagují s Jupiterovým magnetickým polem. Vzhledem ke struktuře Jupiteru a zemského magnetického pole jsou tyto částice směrovány do severní a jižní polární oblasti, kde se v atmosféře ionizují. Výsledkem je krásný světelný displej viditelný z vesmíru.
V minulosti byly aurory pozorovány kolem Jupiterových pólů rentgenovou observatoří Chandra NASA a Hubbleovým vesmírným dalekohledem. Zkoumání tohoto jevu a mechanismů za ním bylo také jedním z cílů Juno mise, která je v současné době v ideální pozici pro studium Jupiterových pólů. S každou oběžnou dráhou, kterou sonda vyrábí, přechází z jednoho z Jupiterových pólů na druhý - manévr známý jako perijové.
Pro účely studie byli Dr. Dunn a jeho tým nuceni konzultovat údaje z XMM-Newton ESA a rentgenových observatoří Chandra NASA. Důvodem je skutečnost, že i když již získal nádherné obrázky a data o atmosféře Jupiteru, Juno sonda nemá na palubě rentgenový přístroj. Jakmile prozkoumali rentgenová data, Dr. Dunn a jeho tým si všimli rozdílu mezi Jupiterovými severními a jižními aurorami.
Zatímco rentgenové emise na severním pólu byly nevyzpytatelné, zvyšovaly a snižovaly jas, ty na jižním pólu neustále pulzovaly každých 11 minut. V zásadě se polární záře vyskytovaly nezávisle na sobě, což se liší od toho, jak se chová aurory na Zemi - tj. Vzájemně se zrcadlí, pokud jde o jejich aktivitu. Jak vysvětlil Dr. Dunn v nedávné tiskové zprávě UCL:
"Nečekali jsme, že Jupiterovy rentgenové horké body Jupitera budou samostatně pulzovat, protože jsme si mysleli, že jejich činnost bude koordinována prostřednictvím magnetického pole planety." Musíme to dále studovat, abychom vyvinuli nápady, jak Jupiter produkuje svou rentgenovou polární záři a pro to je velmi důležitá mise NASA Juno. ““
Rentgenová pozorování byla prováděna mezi květnem a červnem 2016 a březnem 2017. Tým vytvořil mapy rentgenových emisí Jupiteru a identifikoval horká místa na každém pólu. Horká místa pokrývají oblast, která je větší než povrchová plocha Země. Jejich studiem dokázal Dr. Dunn a jeho kolegové identifikovat vzorce chování, které naznačují, že se chovali odlišně.
Tým se přirozeně nechal přemýšlet, co by za to mohlo odpovídat. Jednou z možností, kterou navrhují, je to, že linie magnetického pole Jupiteru vibrují a vytvářejí vlny, které nesou nabité částice směrem k pólu. Rychlost a směr těchto částic by se mohl časem změnit, což by způsobilo, že by se nakonec srazily s Jupiterovou atmosférou a generovaly rentgenové pulzy.
Jak doktorka Licia Rayová, fyzik z Lancasterské univerzity a spoluautor na příspěvku, vysvětlil:
„Chování rentgenových spotů společnosti Jupiter vyvolává důležité otázky o tom, jaké procesy produkují tyto aurory. Víme, že se jedná o kombinaci slunečních větrných iontů a iontů kyslíku a síry, původně ze sopečných výbuchů z Jupiterova měsíce, Io. Jejich relativní význam při produkci rentgenových emisí je však nejasný. “
A jak uvedla Graziella Branduardi-Raymontová, profesorka z katedry vesmírné a klimatické fyziky UCL a další spoluautor studie, tento výzkum vděčí za svou existenci více misím. Byla to však dokonale načasovaná povaha Juno mise, která funguje kolem Jupiteru od 5. července 2016, která tuto studii umožnila.
"V těchto pozorováních mě obzvlášť zaujalo, zvláště v době, kdy Juno provádí měření in situ, je skutečnost, že jsme schopni vidět oba Jupiterovy póly najednou, což je vzácná příležitost, která naposledy nastala před deseti lety," řekl. "Porovnání chování na obou pólech nám umožňuje naučit se mnohem více složitých magnetických interakcí probíhajících v prostředí planety."
Pokud jde o budoucnost, Dr. Dunn a jeho tým doufají, že zkombinují rentgenová data z XMM-Newton a Chandra s daty shromážděnými Juno za účelem lepšího porozumění tomu, jak se vyrábí rentgenové aurory. Tým také doufá, že bude sledovat činnost pólů Jupitera po dobu následujících dvou let pomocí rentgenových dat ve spojení s Juno. Nakonec doufají, že uvidí, zda jsou tyto aurory běžnou nebo neobvyklou událostí.
"Pokud se nám podaří spojit rentgenové podpisy s fyzickými procesy, které je vytvářejí, můžeme je použít k pochopení jiných těl ve vesmíru, jako jsou hnědí trpaslíci, exoplanety nebo možná i neutronové hvězdy," řekl Dr. Dunn . "Je to velmi silný a důležitý krok k porozumění rentgenovým paprskům po celém vesmíru a ten, který máme, jen když Juno provádí měření současně s Chandrou a XMM-Newtonem."
V nadcházejícím desetiletí se také očekává, že ESA navržená sonda JUpiter ICy měsíce Explorer (JUICE) poskytne cenné informace o Jupiterově atmosféře a magnetosféře. Jakmile v roce 2029 dorazí do systému Jovian, bude také pozorovat aurory planety, hlavně proto, aby mohl studovat jejich vliv na Galilejské měsíce (Io, Europa, Ganymede a Callisto).
