Papildus tam, ka Jupiters ir lielākā un masīvākā planēta mūsu Saules sistēmā, tas ir arī viens no tās noslēpumainākajiem ķermeņiem. Tas noteikti ir redzams, kad runa ir par Jupitera jaudīgajām aurorām, kuras savā ziņā ir līdzīgas tām, kas atrodas uz Zemes. Pēdējos gados astronomi ir mēģinājuši izpētīt modeļus Jupitera atmosfērā un magnetosfērā, lai izskaidrotu, kā darbojas aurora aktivitāte uz šīs planētas.
Piemēram, starptautiska grupa, kuru vadīja Londonas Universitātes koledžas pētnieki, nesen apvienoja datus no Juno zonde ar rentgena novērojumiem, lai pamanītu kaut ko interesantu par Jupitera ziemeļu un dienvidu auroras. Saskaņā ar viņu pētījumu, kas tika publicēts pašreizējā zinātniskā žurnāla numurā Daba - Ir konstatēts, ka Jupitera intensīvā Jupitera rentgenstaru auroras pulsē neatkarīgi viena no otras.
Pētījumu ar nosaukumu “Jupitera ziemeļu un dienvidu rentgenstaru auroras neatkarīgās pulsācijas” vadīja Viljams Ričards Danns - fiziķis Mullard kosmosa zinātnes laboratorijā un UCL Planetāro zinātņu centrā. Komandas sastāvā bija arī pētnieki no Hārvarda-Smitsona astrofizikas centra (CfA), Dienvidrietumu pētniecības institūta (SwRI), NASA Māršala kosmisko lidojumu centra, Jet Propulsion laboratorijas un vairākām pētniecības iestādēm.
Kā jau tika atzīmēts, Jupitera auras ir nedaudz līdzīgas Zemei, jo tās ir arī uzlādētu Saules daļiņu (sauktas par “saules vēju”), kas mijiedarbojas ar Jupitera magnētisko lauku, rezultāts. Jupitera un Zemes magnētisko lauku struktūras dēļ šīs daļiņas tiek novirzītas uz ziemeļu un dienvidu polārajiem reģioniem, kur atmosfērā tās jonizējas. Tā rezultātā tiek iegūts skaists gaismas displejs, ko var redzēt no kosmosa.
Agrāk ap Jupitera stabiem auroras ir pamanījušas NASA Čandras rentgenstaru observatorija un Habla kosmiskais teleskops. Šīs parādības un to izraisošo mehānismu izpēte arī ir bijis viens no Juno misija, kas šobrīd ir ideālā stāvoklī, lai izpētītu Jupitera polus. Ar katru zondes veidoto orbītu tas pārvietojas no viena no Jupitera poliem uz otru - manevrs, kas pazīstams kā perijove.
Pētījuma dēļ doktors Dunn un viņa komanda bija spiesti iepazīties ar datiem no ESA XMM-Newton un NASA Chandra rentgena observatorijām. Tas ir saistīts ar faktu, ka, lai gan tas jau ir ieguvis lieliskus attēlus un datus par Jupitera atmosfēru, Juno zondei nav rentgena instrumenta. Tiklīdz viņi pārbaudīja rentgena datus, doktors Dunn un viņa komanda pamanīja atšķirību starp Jupitera ziemeļu un dienvidu auroras.
Kamēr rentgenstaru izstarojums ziemeļpolā bija neparasts, palielinās un samazinājās spilgtums, dienvidu pola starojums vienmērīgi pulsēja reizi 11 minūtēs. Pamatā auroras notika neatkarīgi viens no otra, kas atšķiras no tā, kā uzvedas auroras uz Zemes - t.i., atspoguļojot viens otru savas aktivitātes ziņā. Kā Dr Dunn paskaidroja nesenā UCL paziņojumā presei:
“Mēs negaidījām, ka Jupitera rentgena karstie punkti pulsēs neatkarīgi, jo domājām, ka viņu darbība tiks koordinēta caur planētas magnētisko lauku. Mums tas ir jāpēta tālāk, lai izstrādātu idejas, kā Jupiters veido savu rentgena staru aurumu, un NASA Juno misija tam ir patiešām svarīga. ”
Rentgena novērojumi tika veikti no 2016. gada maija līdz jūnijam līdz 2017. gada martam. Izmantojot tos, komanda sagatavoja Jupitera rentgena starojumu kartes un identificēja karstos punktus katrā polā. Karstie punkti aptver teritoriju, kas ir lielāka par Zemes virsmu. Viņus izpētot, Dr Dunn un viņa kolēģi spēja noteikt uzvedības modeļus, kas liecināja par to, ka viņi izturējās atšķirīgi viens no otra.
Protams, komandai palika prātā, kas to varētu ņemt vērā. Viena no iespējām, ko viņi ierosina, ir tāda, ka Jupitera magnētiskā lauka līnijas vibrē, radot viļņus, kas nes lādētas daļiņas polu virzienā. Laika gaitā var mainīties šo daļiņu ātrums un virziens, liekot tām galu galā sadurties ar Jupitera atmosfēru un radīt rentgena impulsus.
Kā paskaidroja Dr Licia Ray, fiziķe no Lankasteras universitātes un līdzautore uz papīra:
“Jupitera rentgenstaru karsto punktu uzvedība rada svarīgus jautājumus par to, kādi procesi rada šīs auroras. Mēs zinām, ka ir iesaistīta saules vēja jonu un skābekļa un sēra jonu kombinācija, kas sākotnēji iegūta no Jupitera mēness Io vulkāniskajiem sprādzieniem. Tomēr to relatīvā nozīme rentgenstaru izstarošanā nav skaidra. ”
Un kā norādīja Graziella Branduardi-Raymont - profesore no UCL Kosmosa un klimata fizikas katedras un cita pētījuma līdzautore, šis pētījums ir saistīts ar tā eksistenci vairākām misijām. Tomēr tas bija perfekti laikā noteiktais raksturs Juno misija, kas ap Jupiteru darbojas kopš 2016. gada 5. jūlija, ļāva veikt šo pētījumu.
"Šajos novērojumos es īpaši aizraujoši, it īpaši laikā, kad Juno veic mērījumus uz vietas, ir tas, ka mēs varam redzēt abus Jupitera stabus vienlaikus - reta iespēja, kas pēdējo reizi notika pirms desmit gadiem," viņš sacīja teica. "Divu polu izturēšanās salīdzināšana ļauj mums uzzināt daudz vairāk par sarežģīto magnētisko mijiedarbību, kas notiek planētas vidē."
Raugoties nākotnē, Dunn un viņa komanda cer apvienot XMM-Newton un Chandra rentgenstaru datus ar Juno lai iegūtu labāku izpratni par rentgenstaru auroras veidošanos. Komanda arī cer turpināt sekot Jupitera stabu aktivitātei nākamos divus gadus, izmantojot rentgena datus kopā ar Juno. Noslēgumā viņi cer noskaidrot, vai šīs auras ir ikdienišķa parādība vai kāds neparasts notikums.
"Ja mēs varam sākt savienot rentgenstaru parakstus ar fizikālajiem procesiem, kas tos rada, tad mēs varam izmantot šos parakstus, lai izprastu citus Visuma ķermeņus, piemēram, brūnos pundurus, eksoplanetes vai varbūt pat neitronu zvaigznes," sacīja Dr Dunn . "Tas ir ļoti spēcīgs un svarīgs solis, lai izprastu rentgena starus visā Visumā, un tāds solis, kāds mums ir tikai tad, kad Juno veic mērījumus vienlaikus ar Chandra un XMM-Newton."
Paredzams, ka arī nākamajā desmitgadē EKA ierosinātā JUpiter ICy moons Explorer (JUICE) zonde sniegs vērtīgu informāciju par Jupitera atmosfēru un magnetosfēru. Tiklīdz tas nonāk Jovijas sistēmā 2029. gadā, tas arī novēros planētas auroras, galvenokārt, lai varētu izpētīt to ietekmi uz Galilejas mēness (Io, Europa, Ganymede un Callisto).
