Het intense noorder- en zuidlicht van Jupiter pulseren onafhankelijk van elkaar volgens nieuw UCL-geleid onderzoek met behulp van ESA's XMM-Newton en NASA's Chandra-röntgenobservatoria.

De studie, vandaag gepubliceerd in Natuurastronomie , ontdekte dat röntgenstraling met zeer hoge energie op de zuidpool van Jupiter consequent elke 11 minuten pulseert. Ondertussen zijn die aan de noordpool grillig:toenemende en afnemende helderheid, onafhankelijk van de zuidpool.

Dit gedrag verschilt van de noord- en zuidpool van de aarde, die elkaar in grote lijnen spiegelen in activiteit. Andere even grote planeten, zoals Saturnus, produceren geen detecteerbare röntgenstraling, wat de bevindingen bij Jupiter bijzonder raadselachtig maakt.

"We hadden niet verwacht dat de röntgenhotspots van Jupiter onafhankelijk zouden pulseren, omdat we dachten dat hun activiteit zou worden gecoördineerd door het magnetische veld van de planeet. We moeten dit verder bestuderen om ideeën te ontwikkelen over hoe Jupiter zijn röntgenstraling produceert en NASA's De Juno-missie is hiervoor heel belangrijk, " verklaarde hoofdauteur, William Dunn (UCL Mullard Space Science Laboratory, VK en het Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, VS).

Sinds de aankomst bij Jupiter in 2016, de Juno-missie heeft veel van wat bekend is over de gigantische planeet herschreven, maar het ruimtevaartuig heeft geen röntgeninstrument aan boord. Om te begrijpen hoe de röntgenstraling wordt geproduceerd, het team hoopt de röntgenaurora-informatie die is verzameld met behulp van XMM-Newton en Chandra te combineren met gegevens die zijn verzameld door Juno terwijl het de regio's verkent die de aurora van Jupiter produceren.

"Als we de röntgensignaturen kunnen gaan verbinden met de fysieke processen die ze produceren, dan kunnen we die handtekeningen gebruiken om andere lichamen in het heelal te begrijpen, zoals bruine dwergen, exoplaneten of misschien zelfs neutronensterren. Het is een zeer krachtige en belangrijke stap op weg naar het begrijpen van röntgenstraling in het hele universum en een die we alleen hebben terwijl Juno gelijktijdig met Chandra en XMM-Newton metingen uitvoert, ’ zei William Dunn.

Een van de theorieën die Juno kan helpen bewijzen of weerleggen, is dat de aurora's van Jupiter afzonderlijk worden gevormd wanneer het magnetische veld van de planeet in wisselwerking staat met de zonnewind. Het team vermoedt dat de magnetische veldlijnen trillen, golven produceren die geladen deeltjes naar de polen voeren en deze veranderen in snelheid en reisrichting totdat ze in botsing komen met de atmosfeer van Jupiter, het genereren van röntgenpulsen.

Met behulp van de XMM-Newton en Chandra X-ray observatoria in mei tot juni 2016 en maart 2007, de auteurs maakten kaarten van de röntgenstraling van Jupiter en identificeerden een röntgenhotspot bij elke pool. Elke hotspot beslaat een gebied dat veel groter is dan het aardoppervlak. Elk bestuderen om gedragspatronen te identificeren, ze ontdekten dat de hotspots heel verschillende kenmerken hebben.

"Het gedrag van de röntgenhotspots van Jupiter roept belangrijke vragen op over welke processen deze aurora's produceren. We weten dat een combinatie van zonnewindionen en ionen van zuurstof en zwavel, oorspronkelijk afkomstig van vulkanische explosies van de maan van Jupiter, Io, zijn betrokken. Echter, hun relatieve belang bij het produceren van de röntgenstraling is onduidelijk, " verklaarde co-auteur Dr. Licia Ray (Lancaster University).

"Wat ik bijzonder boeiend vind aan deze observaties, vooral op het moment dat Juno ter plaatse metingen doet, is het feit dat we beide polen van Jupiter tegelijk kunnen zien, een zeldzame kans die tien jaar geleden voor het laatst plaatsvond. Door het gedrag aan de twee polen te vergelijken, kunnen we veel meer leren over de complexe magnetische interacties die plaatsvinden in de omgeving van de planeet, " concludeerde co-auteur professor Graziella Branduardi-Raymont (UCL Space &Climate Physics).

Het team hoopt de activiteit van de polen van Jupiter de komende twee jaar te blijven volgen met behulp van röntgenobservatiecampagnes in samenwerking met Juno om te zien of dit eerder niet-gemelde gedrag gemeengoed is.