Jupiter har ett kraftfullt magnetfält som är 20 000 gånger starkare än jordens. Men är mekanismerna som aktiverar dessa partiklar desamma för båda planeterna? Ny forskning tyder på att magnetosfärerna i Jupiter och jorden kan ha mer gemensamt än tidigare trott ...
Som tidigare rapporterats på Space Magazine, finns det en möjlig källa till den magnetosfäriska "väsen" som aktiverar protoner och elektroner i jordens Van Allen-bälten. Upptäckten att lågfrekventa "kor" -vågor som sprider sig genom den övre atmosfären utvecklas till vågor som kan interagera med laddade partiklar är betydande i det att det hjälper till att lösa en 40-årig debatt om var dessa vågor kommer ifrån. Nu har arten av Jupiters mycket energiska partiklar som fångats i det starka magnetfältet ifrågasatts.
Rymdfarkosten Galileo (avbildad) uppmätt radiovågaktivitet inuti magnetosfären när den kretsade om gasgiganten under åtta år. Enligt det vetenskapliga samarbetet som inkluderar forskare vid British Antarctic Survey (BAS), University of California, Los Angeles (UCLA) och University of Iowa (UI), kan liknande lågfrekventa radiovågor vara ansvariga för elektronisk energigivning i Jovian high energipartikelbälten som i markbundna Van Allen-bälten.
Även om detaljer om källan till jordens ”kor” -vågor är skissiga (vi vet att de härstammar utanför plasmasfären som omger jorden och utvecklas till en radiovåg ”väsning” inuti Van Allen-bälten), kommer källan till lågfrekventa radiovågor runt Jupiter från växelverkan mellan månen Io och det joviska magnetfältet.
“På Jupiter drivs vågorna av energi från vulkaner på månen Io, i kombination med planetens snabba rotation - en gång var tionde timme. Vulkaniska gaser joniseras och slängs bort från planeten med centrifugalkraft. Detta material ersätts av ett inre flöde av partiklar som väcker vågorna som i sin tur påskyndar elektronerna.”- Dr Richard Horne, huvudförfattare till forskning, British Antarctic Survey (BAS).
Samspelet mellan Jupiters månar och dess atmosfär framhävs när man analyserar mönstret för de polära auroralområdena på planeten. Eftersom magnetfältet är så starkt på Jupiter, kan massiva områden med ljust emission ses i UV-våglängderna (avbildad topp). Detta är utsläpp från enorma auroralskärmar då mycket energiska partiklar tränger ned magnetiskt flöde och interagerar med Jupiters atmosfär (liknar Jordens auroralskärmar, bara mycket större). Det finns några konstiga mönster i den aurorala "kronan" - "fotavtryck" av de joviska månarna, Io, Ganymede och Europa. Månarna släpper ut partiklar som riktas ner till Jupiter av gasjättens magnetfält. Dessa fotavtryck visas som små fläckar i joviska polära regioner och roterar med månarna när de passerar genom magnetosfären.
Det överlägset starkaste inflytandet på Jupiters magnetosfär, utbringar Io ständigt med material och skjuter det genom det joviska magnetfältet. Tack vare Galileo-data verkar det som att denna snabba omloppsmåne genererar lågfrekventa radiovågor och driver de höga energipartiklarna som fångas inom Jupiters plasmasfär genom våg-partikelinteraktioner.
“I mer än 30 år trodde man att elektronerna accelereras till följd av transporten mot Jupiter, men nu visar vi att gyrosonons vågacceleration är ett mycket viktigt steg som verkar i samarbete”. - Dr Horne
Dessa resultat kommer att ha en enorm inverkan på rymdväderprognoser. När solen bryter ut under perioder med ökad solaktivitet (dvs. under "solmaksimum"), är jordens plasmasfärs reaktion avgörande för att förstå mängden skadliga högenergipartiklar som kan påverka rymduppdrag, skada satelliter och orsaka astronauter. Att titta in i Jupiters enorma magnetosfär hjälper till att förstå vår egen magnetosfär och förhoppningsvis förbättra solstormförutsägelser.
Källa: British Antarctic Survey
