Det finns turbulenta, oväntade strömmar som sprickar genom Jupiters atmosfär och producerar lysande ororor.
Juno, NASA-sonden som har kretsat runt gasgiganten sedan 2016, passerar över Jupiters polära regioner någonsin 53,5 dagar och samlar in data om de magnetiska krafterna som producerar ultrabratta auroror ovanför den enorma planeten. I en ny artikel, som publicerades 8 juli i tidskriften Nature Astronomy, upptäckte forskare som arbetade med Junos data att de elektriska strömmarna som passerar genom Jupiters magnetosfär - regionen i dess atmosfär som är rikast med magnetfältlinjer - inte fungerar som förväntat. Sonden hittade mindre likström - ström som ständigt flyter i en riktning - än fysiker förutspådde. Det var bara cirka 50 miljoner ampere, en otroligt kraftfull ström, men inte så hög som teoretiska modeller av Jupiters magnetosfär föreslog skulle vara närvarande.
Det konstaterandet tyder på att "växelström" - ström som flimrar fram och tillbaka - spelar en mycket större roll för att producera Jupiters auroror än någon insett, skrev forskarna. På Jupiter, liksom på jorden, är auroror en produkt av virvlande strömmar i magnetfält som interagerar med högenergipartiklar från solen.
"Dessa observationer, i kombination med andra Juno-rymdskeppsmätningar, visar att växelströmmar spelar en mycket större roll för att skapa Jupiters aurora än likströmssystemet," sa Joachim Saur, en författare till tidningen, i ett uttalande.
På jorden tänker vi vanligtvis på växelströmmar och direktströmmar (AC och DC) när det gäller elektronik. I slutet av 1800-talet var uppfinnarna Thomas Edison och Nikola Tesla berömt oeniga om vilken metod som ska användas för att leverera ström till elektriska apparater. Likström konverteras inte lika enkelt mellan olika spänningar, enligt US Department of Energy (DOE), så Tesla ville förvandla den lättare konvertibla växelströmmen till standarden. Edison, som bevakade sina DC-beroende patent, motsatte sig förändringen och spridde felinformation om att AC var farligare, enligt DOE.
Tesla vann till slut och AC blev standarden för amerikanska kraftverk. Enligt DOE har likströmmen emellertid återfått fördel eftersom fler batteridrivna enheter har kommit ut på marknaden. Dina lampor körs antagligen på växelström, men det finns en god chans att enheten du läser detta förlitar sig på DC. (Det är därför din bärbara dator behöver en nätadapter.)
I utrymmet runt Jupiter bestäms inte andelen AC till DC av feoding av förmoderna uppfinnare, utan av beteendet hos joner i planetens atmosfär. Jupiter har kraftfulla strömmar än jorden av flera skäl, inklusive den enorma storleken, dess snabba rotationshastighet och överskottet av laddade partiklar (joner) som pumpas ut från vulkaner på månen Io.
Att en så stor andel av dessa strömmar är AC verkar vara ett resultat av turbulens i planetens magnetfält, skrev forskarna. Turbulens hänvisar i detta avseende till det oroliga sättet på vilket magnetfältets form och riktning fluktuerar. Och att turbulensen ger olika effekter vid var och en av Jupiters två poler.
Under tiden Juno har kretsat Jupiter har planetens nordpol upplevt ungefär hälften av sydpolen, skrev forskarna. Det verkar vara ett resultat av det mycket mer komplexa arrangemanget av magnetfältlinjer i norr, vilket avbryter strömmen av strömmar. I söder, skrev de, är magnetfältlinjerna "jämnare".
Effekterna av dessa skillnader är synliga i de två polernas auroror, konstaterade de. I norr tenderar aurororna att vara mer spridda, med en struktur av "filament och blossar." I söder tenderar aurororna att vara mer strukturerade, med en "ljus båge" som sträcker sig ut från den huvudsakliga ovalen där aurororna förekommer.
Denna forskning om Jupiters kraftfulla magnetfält, skrev forskarna, kunde informera om deras förståelse för jordens svagare magnetfält - mänsklighetens främsta skydd mot hårda solpartiklar. Vissa forskare misstänkte redan turbulens producerade en betydande del av strömmar runt vår planet. Detta verk verkar ge trovärdighet till den idén.
