Wetenschappers van NASA's Juno-missie hebben enorme hoeveelheden energie waargenomen die over de poolgebieden van Jupiter wervelen en die bijdragen aan de krachtige aurora van de gigantische planeet - alleen niet op een manier die de onderzoekers hadden verwacht.

Het onderzoeken van gegevens die zijn verzameld door de ultraviolette spectrograaf en energetische deeltjesdetectorinstrumenten aan boord van het in een baan om Jupiter draaiende Juno-ruimtevaartuig, een team onder leiding van Barry Mauk van het Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory, Laurier, Maryland, waargenomen handtekeningen van krachtige elektrische potentialen, uitgelijnd met het magnetische veld van Jupiter, die elektronen versnellen naar de Jupiter-atmosfeer met energieën tot 400, 000 elektronvolt. Dit is 10 tot 30 keer hoger dan de grootste poollichtpotentialen die op aarde zijn waargenomen, waar doorgaans slechts enkele duizenden volt nodig zijn om de meest intense aurora te genereren - bekend als discrete aurora - de oogverblindende, draaien, slangachtig noorder- en zuiderlicht gezien in plaatsen als Alaska en Canada, Noord-Europa, en vele andere noordelijke en zuidelijke poolgebieden.

Jupiter heeft de krachtigste aurora in het zonnestelsel, dus het team was niet verrast dat elektrische potentialen een rol spelen in hun generatie. Wat de onderzoekers in verwarring brengt, Mauk zei, is dat ondanks de grootte van deze potentiëlen bij Jupiter, ze worden slechts af en toe waargenomen en zijn niet de bron van de meest intense aurora's, zoals ze op aarde zijn.

"Bij Jupiter, de helderste aurora's worden veroorzaakt door een soort turbulent versnellingsproces dat we niet zo goed begrijpen, " zei Mauk, die het onderzoeksteam leidt voor het door APL gebouwde Jupiter Energetic Particle Detector Instrument (JEDI). "Er zijn hints in onze laatste gegevens die erop wijzen dat naarmate de vermogensdichtheid van de poollichtgeneratie sterker en sterker wordt, het proces wordt onstabiel en een nieuw versnellingsproces neemt het over. Maar we zullen naar de gegevens moeten blijven kijken."

Wetenschappers beschouwen Jupiter als een soort natuurkundig laboratorium voor werelden buiten ons zonnestelsel, zeggen dat het vermogen van Jupiter om geladen deeltjes te versnellen tot immense energieën implicaties heeft voor hoe verder weg gelegen astrofysische systemen deeltjes versnellen. Maar wat ze leren over de krachten die Jupiters aurora aandrijven en zijn ruimteweeromgeving vormgeven, heeft ook praktische implicaties in onze eigen planetaire achtertuin.

"De hoogste energieën die we waarnemen in de poollichtgebieden van Jupiter zijn formidabel. Deze energetische deeltjes die de aurora creëren, maken deel uit van het verhaal bij het begrijpen van de stralingsgordels van Jupiter, die zo'n uitdaging vormen voor Juno en voor aanstaande ruimtevaartuigmissies naar Jupiter die in ontwikkeling zijn, "Zei Mauk. "Techniek rond de slopende effecten van straling is altijd een uitdaging geweest voor ruimtevaartuigingenieurs voor missies op aarde en elders in het zonnestelsel. Wat we hier leren, en van ruimtevaartuigen zoals NASA's Van Allen Probes en Magnetospheric Multiscale Mission (MMS) die de magnetosfeer van de aarde verkennen, zal ons veel leren over ruimteweer en het beschermen van ruimtevaartuigen en astronauten in ruwe ruimteomgevingen. Het vergelijken van de processen bij Jupiter en de aarde is ongelooflijk waardevol bij het testen van onze ideeën over hoe planetaire fysica werkt."

Mauk en collega's presenteren hun bevindingen in het nummer van 7 september van het tijdschrift Natuur .