Okrem toho, že je Jupiter najväčšou a najmasívnejšou planétou v našej slnečnej sústave, je tiež jedným z jej tajomnejších telies. Toto je určite zrejmé, pokiaľ ide o silné aurory Jupitera, ktoré sú v niektorých ohľadoch podobné tým na Zemi. V posledných rokoch sa astronómovia snažili študovať vzorce v Jupiterovej atmosfére a magnetosfére, aby vysvetlili, ako funguje aktivita aurora na tejto planéte.
Napríklad medzinárodný tím vedený výskumníkmi z University College London nedávno kombinoval údaje z Juno sonda s röntgenovými pozorovaniami, aby sa zistilo niečo zaujímavé o severných a južných aurorách Jupitera. Podľa ich štúdie, ktorá bola uverejnená v aktuálnom čísle vedeckého časopisu Príroda - Bolo zistené, že Jupiterove intenzívne röntgenové aurory Jupitera pulzujú nezávisle od seba.
Štúdiu s názvom „Nezávislé pulzy severných a južných röntgenových auror Jupitera“ viedla William Richard Dunn - fyzik z laboratória Mullard Space Science Laboratory a Centrum pre planetárne vedy na UCL. Tím tiež pozostával z výskumných pracovníkov z Harvardsko-Smithsonovského centra pre astrofyziku (CfA), Juhozápadného výskumného ústavu (SwRI), Marshallovho vesmírneho letového centra NASA, Laboratória prúdového pohonu a viacerých výskumných inštitúcií.
Ako už bolo uvedené, Jupiterove aurory sú trochu podobné Zemi, pretože sú tiež výsledkom nabitých častíc zo Slnka (známych ako „slnečný vietor“), ktoré interagujú s Jupiterovým magnetickým poľom. Vďaka štruktúre magnetických polí Jupitera a Zeme sú tieto častice smerované do severných a južných polárnych oblastí, kde sa v atmosfére ionizujú. Výsledkom je krásny svetelný displej, ktorý je viditeľný z vesmíru.
V minulosti boli aurory pozorované okolo pólov Jupitera pomocou röntgenového observatória NASA Chandra a Hubbleovho vesmírneho teleskopu. Preskúmanie tohto fenoménu a mechanizmov, ktoré sú za ním, bolo tiež jedným z cieľov Juno misia, ktorá je momentálne v ideálnej pozícii na štúdium pólov Jupitera. S každou obežnou dráhou, ktorú sonda robí, prechádza z jedného z pólov Jupitera na druhý - manéver známy ako perijove.
Dunn a jeho tím boli kvôli štúdiu nútení nahliadnuť do údajov z rôntgenových observatórií ESA XMM-Newton a Chandra od NASA. Dôvodom je skutočnosť, že hoci už získal nádherné obrázky a údaje o atmosfére Jupitera, Juno sonda nemá na palube röntgenový prístroj. Keď skúmali röntgenové údaje, Dr. Dunn a jeho tím si všimli rozdiel medzi severnými a južnými aurorami Jupitera.
Zatiaľ čo röntgenové emisie na severnom póle boli nevyspytateľné, zvyšovali a znižovali jas, tie na južnom póle trvalo pulzovali každých 11 minút. V podstate sa polárna žiara vyskytla nezávisle od seba, čo sa líši od toho, ako sa chová aurora na Zemi - to znamená, že sa navzájom odrážajú z hľadiska svojej činnosti. Ako vysvetlil Dr. Dunn v nedávnej tlačovej správe UCL:
„Neočakávali sme, že sa jupiterove röntgenové horúčky Jupitera budú jednotlivo pulzovať, pretože sme si mysleli, že ich činnosť bude koordinovaná prostredníctvom magnetického poľa planéty. Musíme to ďalej študovať, aby sme vyvinuli nápady, ako spoločnosť Jupiter vyrába svoju röntgenovú polárnu žiaru a na to je veľmi dôležitá misia agentúry NASA Juno. “
Röntgenové pozorovania sa uskutočnili v období od mája do júna 2016 do marca 2017. Na základe nich tím vytvoril mapy rentgenových emisií Jupitera a identifikoval horúce miesta na každom póle. Horúce miesta pokrývajú oblasť, ktorá je väčšia ako povrchová plocha Zeme. Dunn a jeho kolegovia ich štúdiom dokázali identifikovať vzorce správania, ktoré naznačujú, že sa správali odlišne.
Tím sa samozrejme pýtal, čo by mohlo zodpovedať. Jednou z možností, ktorú navrhujú, je to, že čiary magnetického poľa Jupitera vibrujú a vytvárajú vlny, ktoré prenášajú nabité častice smerom k pólom. Rýchlosť a smer týchto častíc sa môže časom meniť, čo môže spôsobiť, že sa nakoniec zrazia do atmosféry Jupitera a generujú röntgenové impulzy.
Ako doktorka Licia Ray, fyzik z Lancasterskej univerzity a spoluautor na príspevku, vysvetlili:
„Správanie sa röntgenových spotov spoločnosti Jupiter vyvoláva dôležité otázky o tom, aké procesy vytvárajú tieto aurory. Vieme, že ide o kombináciu slnečných iónov vetra a iónov kyslíka a síry, pôvodne z vulkanických explózií z Jupiterovho mesiaca, Io. Ich relatívny význam pri produkcii röntgenových emisií však nie je jasný. ““
A ako uviedla Graziella Branduardi-Raymontová, profesorka na oddelení vesmírnej a klimatickej fyziky UCL a ďalší spoluautor štúdie, tento výskum vďačí za svoju existenciu viacerým misiám. Bola to však dokonale načasovaná povaha internetu Juno misia, ktorá funguje okolo Jupitera od 5. júla 2016 a ktorá túto štúdiu umožnila.
„Na týchto pozorovaniach ma obzvlášť zaujíma, najmä v čase, keď Juno robí merania in situ, je skutočnosť, že sme schopní vidieť obidva póly Jupitera naraz, čo je zriedkavá príležitosť, ktorá naposledy nastala pred desiatimi rokmi,“ povedal. „Porovnanie správania na oboch póloch nám umožňuje dozvedieť sa oveľa viac zložitých magnetických interakcií prebiehajúcich v prostredí planéty.“
Pri pohľade do budúcnosti Dr. Dunn a jeho tím dúfajú, že skombinujú röntgenové údaje z XMM-Newton a Chandra s údajmi zhromaždenými spoločnosťou Juno s cieľom lepšie porozumieť tomu, ako sa vyrábajú röntgenové aurory. Tím tiež dúfa, že bude v nasledujúcich dvoch rokoch sledovať činnosť pólov Jupitera pomocou röntgenových údajov v spojení s Juno. Na konci dúfajú, že uvidia, či sú tieto aurory bežné alebo nezvyčajné.
"Ak dokážeme začať spájať röntgenové podpisy s fyzickými procesmi, ktoré ich vytvárajú, potom ich môžeme použiť na porozumenie iným telom po celom vesmíre, ako sú hnedí trpaslíci, exoplanety alebo možno dokonca neutrónové hviezdy," uviedol Dr. Dunn , "Je to veľmi silný a dôležitý krok k pochopeniu röntgenových lúčov v celom vesmíre a taký, aký máme, zatiaľ čo Juno vykonáva merania súčasne s Chandra a XMM-Newton."
V nadchádzajúcej dekáde sa očakáva, že ESA navrhnutá sonda JUpiter ICy mesiaca Explorer (JUICE) poskytne cenné informácie o atmosfére a magnetosfére Jupitera. Po príchode do systému Jovian v roku 2029 bude tiež pozorovať aurory planéty, najmä aby mohol študovať ich vplyv na Galilejské mesiace (Io, Europa, Ganymede a Callisto).
