Forskare har fått ny insikt i den unika kraftkällan för många av Jupiters auroror, de mest spektakulära och aktiva aurororna i solsystemet. Utökad övervakning av jätteplaneten med NASAs Chandra röntgenobservatorium upptäckte närvaron av mycket laddade partiklar som kraschar i atmosfären ovanför dess poler.
Röntgenspektra uppmätt av Chandra visade att den aurorala aktiviteten producerades av joner av syre och andra element som strippades från de flesta av deras elektroner. Detta innebär att dessa partiklar accelererades till höga energier i en miljövolymmiljö ovanför planetens poler. Närvaron av dessa energiska joner indikerar att orsaken till många av Jupiters auroras skiljer sig från auroror som produceras på jorden eller Saturnus.
"Rymdfarkoster har inte utforskat regionen ovanför Jupiters poler, så röntgenobservationer är ett av de få sätten att undersöka den miljön," sade Ron Elsner från NASA Marshall Space Center i Huntsville, Alabama, och huvudförfattare på en nyligen publicerad artikel som beskriver dessa resultat i Journal for Geophysical Research. "Dessa resultat hjälper forskare att förstå mekanismen för kraftuttaget från Jupiters auroror, som är tusen gånger kraftigare än de på jorden."
Elektriska spänningar på cirka 10 miljoner volt och strömmar på 10 miljoner ampere - hundra gånger större än de kraftigaste blixtbultarna - krävs för att förklara röntgenobservationerna. Dessa spänningar skulle också förklara radioutsläppet från energiska elektroner som observerats nära Jupiter av Ulysses rymdskepp.
På jorden utlöses auroror av solstormar av energiska partiklar som stör jordens magnetfält. Vindar av partiklar från solen kan också producera auroror på Jupiter, men till skillnad från jorden har Jupiter ett annat sätt att producera auroror. Jupiters snabba rotation, intensiva magnetfält och en riklig källa till partiklar från dess vulkaniskt aktiva mån, Io, skapar en enorm reservoar av elektroner och joner. Dessa laddade partiklar, fångade i Jupiters magnetfält, accelereras kontinuerligt ner i atmosfären ovanför de polära regionerna där de kolliderar med gaser för att producera auroran, som nästan alltid är aktiva på Jupiter.
Om partiklarna ansvariga för auroran kom från solen, borde de ha åtföljts av ett stort antal protoner, vilket skulle ha skapat en intensiv ultraviolett aurora. Hubble-ultravioletta observationer gjorda under Chandra-övervakningsperioden uppvisade relativt svag ultraviolett fällning. De kombinerade Chandra- och Hubble-uppgifterna indikerar att denna auroral aktivitet orsakades av accelerationen av laddade joner av syre och andra element som fångats i det polära magnetfältet högt över Jupiters atmosfär.
Chandra observerade Jupiter i februari 2003 under fyra rotationer av planeten (cirka 40 timmar) under intensiv auroral aktivitet. Dessa Chandra-observationer, tagna med sin Advanced CCD Imaging Spectrometer, åtföljdes av en och en halv timme observationer av Hubble Space Telescope vid ultravioletta våglängder.
Forskarteamet inkluderade också Noe Lugaz, Hunter Waite och Tariq Majeed (University of Michigan, Ann Arbor), Thomas Cravens (University of Kansas, Lawrence), Randy Gladstone (Southwest Research Institute, San Antonio, Texas), Peter Ford (Massachusetts Institute of Technology, Cambridge), Denis Grodent (University of Liège, Belgium), Anil Bhardwaj (Marshall Space Flight Center) och Robert MacDowell och Michael Desch (Goddard Space Flight Center, Greenbelt, Md.)
NASA: s Marshall Space Flight Center, Huntsville, Ala, hanterar Chandra-programmet för NASA: s Office of Space Science, Washington. Northrop Grumman från Redondo Beach, Kalifornien, tidigare TRW, Inc., var den främsta utvecklingsentreprenören för observatoriet. Smithsonian Astrophysical Observatory kontrollerar vetenskap och flygoperationer från Chandra X-ray Center i Cambridge, Mass.
Ytterligare information och bilder finns på: http://chandra.harvard.edu och http://chandra.nasa.gov
Originalkälla: Chandra News Release
