Neue Beobachtungen von NASA ‘ s Juno-Raumschiff, Sind erschüttert Theorien Über Jupiters Polarlichter

Bild: Hubble Space Telescope

Jupiter verfügt über die größte und mächtigste auroral display im Sonnensystem. So spektakulär wie Sie sind, jedoch, sehr wenig ist bekannt über diese tanzenden zeigt der Southern und Northern lights. Eine aktuelle Umfrage von der NASA-Raumsonde Juno bietet neue Erkenntnisse über Jupiter-Polarlichter—und es wird zunehmend klar, Sie sind überhaupt nicht wie das, was wir erwartet haben.

Neue Forschung veröffentlicht in der Natur ist dramatisch erweitert und verändert unser Verständnis davon, wie Jupiters Polarlichter Arbeit. Vor der neuen Studie, die Wissenschaftler davon ausgegangen, dass die Jupiter-Süd-und Nordlichter arbeiten nach den gleichen Prozessen, die produzieren starke Polarlichter auf der Erde, aber neue Daten von Juno schlägt vor, dieses ist nicht der Fall. Im Gegensatz zu unserem Planeten, wo Polarlicht, ausgelöst werden, durch die Beschleunigung von Elektronen, die auf Jupiter geweckt werden durch Elektronen gefangen in den Planeten enorme Magnetfeld. Die neue Studie wirft so viele Fragen auf wie es beantwortet, aber die Wissenschaftler schließlich, beginnend in den Griff zu bekommen, die auf die komplexen Prozesse, die produzieren aurora auf gas-Riesen.

“Seit Jahrzehnten unser Verständnis des Jupiter-Polarlichter-Emissionen hatte, stützte sich fast ausschließlich auf remote-Beobachtungen, wie Bilder aufgenommen mit dem Hubble-Space-Teleskop und theoretischen Argumenten, die basierte auf Studien, die von der Erde aurora”, sagte Marissa Vogt, ein NSF postdoctoral fellow in der BU Center for Space Physics, der nicht in die neue Studie, in einem interview mit Gizmodo. “Wir wussten, dass Jupiter der hellste auroral Emissionen im Sonnensystem, und, dass die aurora sind sehr dynamisch und haben einige features, die anders sind, die von der Erde aurora…wir hatten Jedoch noch nie direkt beobachtet die Prozesse, die verantwortlich für die Herstellung Jupiter auroral Emissionen.”

Diese neuesten Beobachtungen wurden durch die NASA-Raumsonde Juno, die vor kurzem durchgeführt ein flyby über dem Planeten Nordpol. Daten, die durch die Sonde Ultraviolet Spectrograph (UVS) instrument zeigt, dass einige funky Dinge gehen in Jupiters Atmosphäre, und wir haben viel zu lernen, wie die Planeten interagieren mit Ihrer space-Umgebungen in Ihren eigenen individuellen Weg.

Jupiters Polarlichter sind mächtig, um das Mindeste zu sagen. Der Erdgas-Riese das magnetische Feld, die Totalität, von der bekannt ist als der Magnetosphäre, ist zehn mal stärker als das der Erde. Es spinnt auch unglaublich schnell, die Vollendung einer umdrehung in etwa 10 Stunden. Was mehr ist, ist der Jupiter-Mond Io bricht ziemlich Häufig, Auswerfen Tonnen material, D. H. plasma, in den Raum, dass wird sich in geladene Teilchen. Jupiters Magnetosphäre ist so schnell und voller plasma, ein Umfeld zu schaffen, ist charakteristisch anders als das gesehen rund um die Erde. Die geladenen Teilchen-und plasma-spinning around Jupiter Ergebnisse in der gas-Riese ist mächtig Polarlichter.

Doch die Wissenschaftler davon aus, dass der Jupiter-Polarlichter produziert wurden, die von Prozessen ähnlich denen, die Ausbeute stark auroral Emissionen auf der Erde. Die neue Studie, unter der Leitung von Barry Mauk von der Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory, macht deutlich, dass Jupiters Polarlichter tanzen im Takt eines anderen Schlagzeugers.

Polarlichter auf der Erde entstehen durch Wechselwirkungen zwischen geladenen Teilchen von der Sonne, als Sie in die Atmosphäre eintreten, aber die Prozesse, die produzieren und Südlichen Polarlichter kommen sowohl in starken als auch der schwachen Sorten. In den starken Fall, intensiver oder “diskret” aurora produziert werden, durch die Beschleunigung der Elektronen in der Magnetosphäre, in der Erwägung, dass in der schwachen, falls Sie generiert sich aus der Streuung der magnetisch-gefangen Elektronen.

“Jupiter ist relativ konstant Haupt-aurora hat eine Leistungsdichte, die ist so viel größer als die Erde ist, es wurde für selbstverständlich genommen, dass es sein muss, vornehmlich durch die diskrete Polarlichter Prozess”, so die Autoren der neuen Studie. Aber der Juno-Daten angeboten keine Beweise zur Unterstützung dieser Annahme. Um fair zu sein, Juno Tat finden Spuren der Beschleunigung von Elektronen, aber Sie nicht scheinen dazu beizutragen, dass die Intensive aurora. Vielmehr Juno zeigte Anzeichen der gleichen Prozesse, die produzieren schwächer aurora auf der Erde beitragen, um Polarlichter auf Jupiter.

Bis zu diesem Punkt, mit dem anderen Raumschiff unterwegs, weiter Weg von Jupiter auf Bahnen in der Nähe der äquatorebene, wie Galileo, die Wissenschaftler hatten nicht den Zugang zu diesen auroral Beschleunigung Regionen innerhalb der polaren Magnetosphäre region, zwingt Sie zu verwenden theoretische Modelle, um die Lücke zwischen der äquatorebene und der Jupiter-Atmosphäre. Diese Modelle, sagt Denis Grodent, Direktor des Space sciences, Technologies and Astrophysics Research (STAR), Institut an der Universität Lüttich, wurden weitgehend beeinflusst durch unsere gegenwärtigen Kenntnisse der Erde aurora.

“Wir mussten die Annahmen für Jupiter, und das, was diese Art Papier ist es zeigt, ist, dass in dieser Hinsicht wir waren (teilweise) falsch,” Grodent sagte Gizmodo. “Die Studie insbesondere, zeigt, dass stochastische Prozesse Dominieren über stetige Prozesse, die gegenüber der Erde, wo stetige Prozesse erstellen, die hellste aurora.” Von “stochastischen”, bezieht er sich auf chaotischen und weitgehend unvorhersehbare Prozesse, die Buttern innerhalb der Jupiter-Magnetosphäre.

“Wir erwarten—auch träumen—diese Ergebnisse für mehr als ein Jahrzehnt,” sagte Grodent, die nicht in die neue Studie. “Dies ist eines der wichtigsten Themen, das motiviert die Juno-mission. Die Besonderheit von Juno ist, dass, im Gegensatz zu allen anderen Satelliten, es ist das Fliegen auf einer polaren Umlaufbahn mit einer perijove (der Punkt der Umlaufbahn, wo Juno ist am nächsten an Jupiter) gleiten die oberen Jupiter-Atmosphäre und Fliegen durch die Beschleunigung der region, die geladene Teilchen (vor allem Elektronen), der Anlass zu der aurora.”

Grodent sagt, dies ist das erste mal, dass Wissenschaftler in der Lage gewesen, die Durchführung einer solchen Untersuchung, und die Ergebnisse Sie zwingt, zu überprüfen, was haben Sie für selbstverständlich genommen. “Dies ist ein wichtiger Schritt”, sagte er.

Vogt stimmt, sagte Juno ist das sammeln von ersten Messungen der Energie und andere Eigenschaften der Teilchen, Absturz in Jupiters oberer Atmosphäre, die Herstellung der aurora.

“Diese Messungen sind wichtig, weil Sie im Vergleich zu unseren Erwartungen, die sich aus theoretischen Modellen und Berechnungen,” sagte Sie. “Juno ” ist auch unsere erste Messungen des magnetischen Feldes in der polaren region der Jupiter-Magnetosphäre. Diese Messungen sind wichtig, weil Sie sagen, kann uns über die Planeten, die tiefen inneren sowie der Magnetosphäre und der aurora.”

Alle diese wunderbare neue Informationen beiseite, Vogt sagt die neue Studie ist die Anhebung eine Menge neuer Fragen. Speziell, Sie’ gerne wissen, warum die Daten der jüngsten perijove Pässe anders Aussehen als die ersten Messungen von Juno früher in diesem Jahr. Auch diese Studie zeigt einige ähnlichkeiten zwischen dem Juno-Daten und Messungen, die auf der Erde Polarlichter, die zu Vogt bedeutet, dass wir nicht vollständig verstehen, das Ausmaß, in dem die gleichen physikalischen Prozesse, die auf beiden Planeten.

“Klar, der Jupiter-aurora sind voller überraschungen und ich freue mich zu sehen, mehr von diesem fantastischen Juno Daten wie die mission geht weiter”, sagte Vogt.

[Natur]