Загадката на мощните рентгенови лъчи на Юпитер най-накрая е разгадана

Наслоени изображения на Юпитер

Наслоени изображения на полюса на Юпитер от спътника на НАСА Juno и рентгеновия телескоп Chandra на НАСА. Вляво е показана проекция на северното рентгеново сияние на Юпитер (лилаво), разположена върху видимо изображение на Юнокамера на Северния полюс. Вдясно е показан южният аналог. (Изображение кредит: НАСА Чандра/Джуно Уолк/Дън)



Загадъчни изблици на рентгенови лъчи от Полярни сияния на Юпитер предполагат, че „северното сияние“ на гигантската планета може да притежава неочаквани прилики с тези на Земята, установява ново проучване.

Аврорите, блестящите прояви на сияние, известни като северното или южното сияние на Земята, се виждат над полюсите на редица планети в Слънчевата система. Тези танцуващи светлини се произвеждат, когато енергийни частици от слънцето или други небесни тела се блъскат в магнитосферата на планетата - областта, контролирана от световното магнитно поле - и се стичат по нейните линии на магнитното поле, за да се сблъскат с молекули в атмосферата.

Магнитното поле на Юпитер е изключително силно - около 20 000 пъти по -мощно от земното - и следователно магнитосферата му е изключително голяма. Ако тази извънземна магнитосфера беше видима в нощното небе, тя би покрила регион, няколко пъти по -голям от нашата луна. Като такива, полярните сияния на Юпитер са много по -мощни от земните, освобождавайки стотици гигавати - достатъчно, за да захранват за кратко цялата човешка цивилизация.



На снимки: невероятната гледка на Юнона към Юпитер

Юпитер

Тайнствените рентгенови сияния на Юпитер са обяснени, с което се прекратява 40-годишното търсене на отговор. За първи път астрономите са видели начина на компресиране на магнитното поле на Юпитер, което загрява частиците и ги насочва по линиите на магнитното поле надолу в атмосферата на Юпитер, предизвиквайки рентгеновото сияние. Връзката е направена чрез комбиниране на данни на място от мисията Juno на НАСА с рентгенови наблюдения от XMM-Newton на ESA.(Кредит на изображението: ESA/NASA/Yao/Dunn)



Полярните сияния на Юпитер също излъчват необичайни рентгенови изблици, такива, които произхождат от електрически заредени серни и кислородни йони, изхвърлени от вулканичната луна на Юпитер Йо. Само рентгеновите сияния на Юпитер издават около един гигават, за това, което една електроцентрала на Земята може да произведе за няколко дни. Тези рентгенови сияния често пулсират като часовников механизъм, в редовни удари с продължителност няколко десетки минути за десетки часове.

Специфичните механизми, задвижващи тези ракети, отдавна са загадка. „Повече от 40 години ние сме озадачени какво може да причини грандиозното рентгеново сияние на Юпитер“, каза за demokratija.eu съ-водещият автор на изследването Zhonghua Yao, планетарен учен от Ключовата лаборатория по Земята и планетарната физика в Пекин. .

За да разкрият източниците на тези изблици, изследователите са използвали сондата на НАСА Juno, която обикаля около Юпитер, за да инспектират магнитосферата на гигантската планета отблизо на 16 юли и 17 юли 2017 г. В същото време те са имали телескопа XMM-Newton на Европейската космическа агенция , който обикаля около Земята, анализира дистанционно рентгенови лъчи от Юпитер .



Учените откриха, че рентгеновите изблици очевидно се задействат от редовни вибрации на линиите на магнитното поле на Юпитер. Тези вибрации генерират планетарни вълни от плазма-облаци от електрически заредени частици-които изпращат тежки йони, „сърфиращи“ по линиите на магнитното поле, докато не се разбият в атмосферата на планетата, освобождавайки енергия под формата на рентгенови лъчи.

Подобни плазмени вълни помагат за генерирането на полярни сияния на Земята. Като такъв, въпреки че Юпитер е толкова по -голям от Земята по всякакъв начин - като по -голяма маса и диаметър, повече енергия, по -силни магнитни полета и по -бързо въртене - изглежда, че процесите, отговорни за йонното сияние на Юпитер и йонното сияние на Земята, са еднакви “, казва водещият автор на изследването Уилям Дън, астрофизик от Университетския колеж в Лондон, пред demokratija.eu. 'Това намеква за потенциален универсален процес за космическа среда.'

Остава неясно защо линиите на магнитното поле на Юпитер вибрират редовно. Възможностите включват взаимодействие с слънчевия вятър или с високоскоростни плазмени потоци в магнитосферата на Юпитер, казват изследователите.

Електрически заредените частици, които изследователите забелязаха да се движат към полюсите на Юпитер, може да не изглежда да имат достатъчно енергия за генериране на рентгеново сияние, „така че те трябва да претърпят допълнително ускорение по пътя“, каза Яо. „Какви са тези допълнителни ускорителни процеси?“

Учените предполагат, че огромно напрежение, което може да съществува над атмосферата на Юпитер, може да ускори тези електрически заредени частици „към атмосферата с колосални енергии“, каза Дън. 'Те вероятно играят ключова роля.'

В бъдеще Яо предложи да се изследват други светове, за да се види дали плазмените вълни биха могли да помогнат и за задвижването на полярни сияния там. Подобна активност може да се случи около Сатурн, Уран, Нептун и вероятно екзопланети, като различни видове заредени частици „сърфират“ по вълните, каза той.

Учените подробно техните констатации онлайн днес (9 юли) в списанието Science Advances.

Следвайте ни в Twitter @Spacedotcom или Facebook.