Güneş sistemimizdeki en büyük ve en büyük gezegen olmasının yanı sıra, Jüpiter de daha gizemli bedenlerinden biridir. Bu, Jüpiter'in Dünya'daki bazı yönlere benzeyen güçlü auroraları söz konusu olduğunda kesinlikle açıktır. Son yıllarda, gökbilimciler bu gezegende aurora etkinliğinin nasıl çalıştığını açıklamak için Jüpiter atmosferi ve manyetosferdeki kalıpları incelemeye çalıştılar.
Örneğin, University College London'dan araştırmacılar tarafından yönetilen uluslararası bir ekip kısa bir süre önce Juno Jüpiter'in kuzey ve güney auroraları hakkında ilginç bir şey ayırt etmek için X-ışını gözlemleriyle araştırın. Bilimsel derginin güncel sayısında yayınlanan çalışmalarına göre Doğa - Jüpiter'in yoğun, Jüpiter'in X-ışını aurorasının birbirinden bağımsız olarak nabız attığı bulundu.
“Jüpiter'in kuzey ve güney X-ışını auroraslarının bağımsız nabız atışı” başlıklı çalışma, UCL'de Mullard Uzay Bilimi Laboratuvarı ve Gezegen Bilimi Merkezi'nin fizikçisi William Richard Dunn tarafından yönetildi. Ekip ayrıca Harvard-Smithsonian Astrofizik Merkezi (CfA), Güneybatı Araştırma Enstitüsü (SwRI), NASA’nın Marshall Uzay Uçuş Merkezi, Jet Tahrik Laboratuvarı ve çok sayıda araştırma kurumundan araştırmacılardan oluşuyordu.
Daha önce de belirtildiği gibi, Jüpiter'in auroraları Dünya'ya biraz benzemektedir, çünkü bunlar aynı zamanda Güneş'ten gelen yüklü parçacıkların (diğer bir deyişle “güneş rüzgarı”) Jüpiter'in manyetik alanıyla etkileşime girmesinin sonucudur. Jüpiter ve Dünya'nın manyetik alanlarının yapılandırılma şekli nedeniyle, bu parçacıklar atmosferde iyonlaştıkları kuzey ve güney kutup bölgelerine kanalize edilir. Bu, uzaydan görülebilen güzel bir ışık ekranı ile sonuçlanır.
Geçmişte, NASA’nın Chandra X-ray Gözlemevi ve Hubble Uzay Teleskopu tarafından Jüpiter’in kutupları etrafında auroralar tespit edilmiştir. Bu fenomeni ve arkasındaki mekanizmaları incelemek de Juno Jüpiter'in kutuplarını incelemek için ideal bir konumda olan görev. Probun yaptığı her yörüngede, Jüpiter'in kutuplarından birinden diğerine geçer - perijove olarak bilinen bir manevra.
Çalışmaları uğruna, Dr. Dunn ve ekibi ESA’nın XMM-Newton ve NASA’nın Chandra X-ışını gözlemevlerinden gelen verileri incelemeye zorlandı. Bunun nedeni, Jüpiter'in atmosferi hakkında zaten muhteşem görüntüler ve veriler elde etmiş olmasına rağmen, Juno probda bir röntgen cihazı yoktur. X-ışını verilerini inceledikten sonra, Dr. Dunn ve ekibi Jüpiter'in kuzey ve güney auroraları arasında bir fark olduğunu fark etti.
Kuzey kutbundaki X-ışını emisyonları düzensiz, artan ve parlaklığı azalırken, güney kutbundaki emisyonlar sürekli olarak 11 dakikada bir darbeli. Temel olarak, auroras birbirinden bağımsız olarak gerçekleşti, bu da Dünya'daki auroraların davranışlarından farklı - yani aktiviteleri açısından birbirlerini aynalamak. Dunn'un yakın zamanda yayınlanan bir UCL basın bülteninde açıkladığı gibi:
“Jupiter’in X-ışını sıcak noktalarının bağımsız olarak titreştiğini görmeyi beklemiyorduk çünkü aktivitelerinin gezegenin manyetik alanında koordine edileceğini düşündük. Jüpiter'in X-ışını aurorasını nasıl ürettiğine dair fikirler geliştirmek için bunu daha fazla araştırmamız gerekiyor ve NASA'nın Juno misyonu bunun için gerçekten önemli. ”
X-ışını gözlemleri Mayıs ve Haziran 2016 ile 2017 Mart ayları arasında gerçekleştirildi. Bunları kullanarak ekip, Jüpiter'in X-ışını emisyonlarının haritalarını üretti ve her bir kutupta sıcak noktalar belirledi. Sıcak noktalar, Dünya'nın yüzey alanından daha büyük bir alanı kaplar. Bunları inceleyerek Dr. Dunn ve meslektaşları, birbirlerinden farklı davrandıklarını gösteren davranış kalıplarını belirleyebildiler.
Doğal olarak, takım bunun neyi açıklayabileceğini merak etti. Önerdikleri bir olasılık, Jüpiter'in manyetik alan çizgilerinin titreşerek kutupları yüklü parçacıklar taşıyan dalgalar üretmesidir. Bu parçacıkların hızı ve yönü zamanla değişebilir ve sonunda Jüpiter'in atmosferiyle çarpışarak X-ışını darbeleri üretebilir.
Lancaster Üniversitesi'nden fizikçi ve makalede ortak yazar olan Dr. Licia Ray'in açıkladığı gibi:
“Jüpiter'in X-ışını sıcak noktalarının davranışı, bu auroraları hangi işlemlerin ürettiği hakkında önemli soruları gündeme getiriyor. Başlangıçta Jüpiter ayındaki Io'dan gelen volkanik patlamalardan kaynaklanan güneş rüzgar iyonları ile Oksijen ve Sülfür iyonlarının bir kombinasyonunun dahil olduğunu biliyoruz. Ancak, X-ışını emisyonlarını üretmedeki göreceli önemleri belirsiz. ”
UCL’in Uzay ve İklim Fiziği bölümünden profesör ve çalışmadaki başka bir ortak yazar Graziella Branduardi-Raymont'un belirttiği gibi, bu araştırma varlığını birden fazla misyona borçludur. Ancak, mükemmel zamanlanmış doğa Juno 5 Temmuz 2016'dan beri Jüpiter çevresinde faaliyet gösteren misyon bu çalışmayı mümkün kıldı.
“Özellikle Juno'nun yerinde ölçüm yaparken bu gözlemlerde özellikle büyüleyici bulduğum şey, Jüpiter'in kutuplarını aynı anda görebilmemiz, son on yıl önce meydana gelen nadir bir fırsat.” dedim. “İki kutuptaki davranışları karşılaştırmak, gezegenin ortamında meydana gelen karmaşık manyetik etkileşimlerin çok daha fazlasını öğrenmemizi sağlıyor.”
İleriye baktığımızda, Dr. Dunn ve ekibi XMM-Newton ve Chandra'dan gelen X-ışını verilerini, tarafından toplanan verilerle birleştirmeyi umuyor Juno X-ışını auroralarının nasıl üretildiğini daha iyi anlamak için. Ekip ayrıca, X-ışını verilerini aşağıdakilerle birlikte kullanarak Jüpiter kutuplarının aktivitesini önümüzdeki iki yıl boyunca izlemeye devam etmeyi umuyor Juno. Sonunda, bu auroraların sıradan mı yoksa sıra dışı bir olay mı olduğunu umuyorlar.
Dunn, “X-ışını imzalarını onları üreten fiziksel süreçlerle birleştirmeye başlayabilirsek, bu imzaları evrende kahverengi cüceler, dış gezegenler ve hatta nötron yıldızları gibi diğer bedenleri anlamak için kullanabiliriz” dedi. . “Evrende ve sadece Juno Chandra ve XMM-Newton ile eşzamanlı ölçümler yaparken sahip olduğumuz X-ışınlarını anlamak için çok güçlü ve önemli bir adımdır.”
Önümüzdeki on yılda, ESA'nın önerdiği JUpiter ICy uyduları Explorer (JUICE) probunun da Jüpiter'in atmosferi ve manyetosferi hakkında değerli bilgiler sağlaması bekleniyor. 2029'da Jovian sistemine geldiğinde, gezegenin auroraslarını da gözlemleyecek, esas olarak bunların Galilean Moons (Io, Europa, Ganymede ve Callisto) üzerindeki etkisini inceleyebilecektir.
