polární záře přicházejí v mnoha tvarech a velikostech. Jupiter je dobře známý pro svůj velkolepý doplněk jasných polárních světel, které se také vyznačují tím, že se objevují v rentgenovém pásmu. Tyto polární záře jsou také extrémními zdroji energie, během několika minut vyzařují téměř gigawatt energie. Ale co přesně je způsobuje, bylo posledních 40 let záhadou. Nyní tým použil data z kombinace satelitů k identifikaci toho, co způsobuje tyto silné emise. Zdá se, že odpovědí jsou nabité ionty surfující na jakési vlně.
Ionty byly dlouhou dobu označovány za původce polární záře, ale nebylo jasné, jak přesně se dostaly do atmosféry. Aby na to přišli, museli vědci nejprve zjistit, odkud ionty pocházejí. Náznak byl nalezen v poloze samotné polární záře.
Snímek polárních září na Jupiteru, jak je viděl na rentgenu Chandra, jeden z rentgenových teleskopů NASA, v roce 2007.
Kredit – rentgen – NASA/CXC/SwRI/R. Gladstone a kol.; Optické – NASA / ESA / Hubble Heritage (AURA/STScI)
Polární záře na Zemi se obvykle odehrávají mezi 65 a 80 stupni zeměpisné šířky, ale neexistují nad 80 stupni. V tomto bodě se magnetické pole Země, které vede ionty do atmosféry, aby vytvořily polární záře, spojí s magnetickým polem vytvořeným slunečním větrem a přenese ionty ven, aby se připojily k rozbouřenému moři ostatních částic procházejících kolem.
Na druhé straně Jupiter má pravidelně polární záře, které se objevují za touto linií 80 stupňů a polární záře se mohou na severním a jižním pólu jevit odlišně, zatímco na Zemi by byly podobné. To vše ukazuje na myšlenku „uzavřeného“ magnetického pole, což znamená, že magnetické pole planety vychází z jednoho bodu a znovu se připojuje k planetě v jiném, aniž by bylo kdy vázáno na magnetické pole způsobené slunečním větrem.
Dr. Becky vysvětluje Jupiterovu nyní vyřešenou záhadu polární záře.
Poděkování – kanál YouTube Dr. Becky
Aby otestoval tuto novou teorii toho, jak by mohlo být magnetické pole Jupiteru uspořádáno, Dr. Zhonghua Yao z Čínská akademie věd , Peking, modeloval různé aspekty Jupiterova magnetického pole. Výsledek nejvíce konzistentní s měnícími se pulzujícími polárními zářemi pozorovanými při pozorováních byl uzavřený magnetický systém, kde magnetické pole plynného obra začalo na pólu, rozšířilo se miliony mil do prázdného prostoru a pak se vrátilo zpět na planetu.
S tímto lepším pochopením teorie Jupiterova magnetického pole nastal čas provést některá měření. Naštěstí byly po ruce dva nástroje – ten XMM-Newton , rentgenová observatoř v blízkosti Země a Juno , který nedávno vydané velkolepé video ukazující detaily jednoho z jeho průletů kolem systému Jupiter.
Rentgenové záření není jediným typem polární záře na Jupiteru. Zde je několik ultrafialových polárních snímků Jupiteru z přístroje Juno Ultraviolet Spectrograph. Snímky obsahují intenzity ze tří spektrálních rozsahů, falešně zbarvené červené, zelené a modré, poskytující kvalitativní informace o energiích precipitujících elektronů (vysoké, střední a nízké).
Poděkování: NASA/SwRI/Randy Gladstone
V roce 2017 XMM-Newton obrátil svou optiku k Jupiteru na celých 26 hodin, přičemž každých 27 minut viděl puls rentgenové polární záře. Ve stejnou dobu procházela Juno těsně nad povrchem planety a sbírala data z magnetometru. Při porovnání těchto dvou datových souborů vyšlo najevo, že polární záře byly způsobeny změnami v Jupiterových magnetických polích.
Zdá se, že tyto výkyvy pocházejí z typu „vlny“, která existuje v samotném poli. Odborně se nazývá an elektromagnetický iontový cyklotron (EMIC) vlny, vznikají, když je magnetické pole samotné stlačeno slunečním větrem, který do něj naráží. Zahřáté částice, které jsou stlačeny uvnitř magnetického pole, jsou pak vytlačeny do vlnového vzoru, kde sledují magnetické siločáry směrem k pólům, kde se znovu spojují s atmosférou, a pak vytvářejí polární záře.
Video UT pojednávající o nadcházejících misích k Jupiteru.
Výzkumníci v čele s Dr. William Dunn z University College London , byli schopni sledovat tvorbu vlny do procesu polární záře pomocí dvou souborů dat. A myslí si, že stejný systém může existovat i na jiných plynových obrech. Typ iontů může být jiný (Saturn má vodní ionty z Enceladu ve srovnání s Jupiterem, který má síru chrlenou z Io), ale proces by byl téměř stejný. Může se to odehrávat i na exoplanetách.
Ani tato již 4 roky stará data nebudou na toto téma poslední. ESA má misi nazvanou Jupiter Icy Moons Explorer (Juice), která dorazí na největší planetu sluneční soustavy v roce 2029. S trochou štěstí získáme ještě působivější snímky a další informace o těchto úchvatných polárních zářích z jiného světa.
Další informace:
TENTO - Záhada toho, co způsobuje Jupiterovy rentgenové polární záře, je vyřešena |
Vědecký pokrok – Odhalení zdroje Jupiterových rentgenových polárních záblesků
Svět fyziky - Vibrace řídí rentgenové erupce v Jupiterově polární záři
CBS – Astronomové konečně odhalili 40letou záhadu Jupiterových epických rentgenových záblesků polární záře
JPL – 40letá záhada vyřešena: Odhalen zdroj Jupiterových rentgenových vzplanutí
Hlavní obrázek:
Obrázek zobrazující zobrazení iontů Jupitera putujících po uzavřené smyčce magnetického pole, což je to, co vytváří rentgenové polární záře na planetě.
Kredit – Yao/Dunn/ESA/NASA
