De ontdekking van een donker lint van zwakke waterstofionemissies dat Jupiter omringt, heeft het eerdere denken over de magnetische evenaar van de gigantische planeet omvergeworpen.

Een internationaal team van wetenschappers onder leiding van de Universiteit van Leicester heeft het verzwakte lint van H3+-emissies nabij de jovigrafische evenaar geïdentificeerd met behulp van het NSFCam-instrument van de NASA InfraRed Telescope Facility, het eerste bewijs van een gelokaliseerde ionosferische interactie met het magnetische veld van Jupiter.

Het onderzoek is online gepubliceerd door Natuurastronomie vandaag (23 juli).

Vroeger, studies van de ionosfeer van Jupiter hebben zich bijna uitsluitend gericht op de polen van de planeet, kijkend naar de aurorae. Deze waarnemingen zagen het grootste deel van de ionosfeer van Jupiter als relatief glad en oninteressant.

Deze laatste studie heeft de hele ionosfeer opengesteld voor onderzoek en suggereert dat de ionosfeer van Jupiter zo complex is als onze waarnemingen kunnen meten, met details die nog moeten worden onthuld. Het toont ook aan dat, ondanks de verschillen in grootte en structuur, zowel de aarde als Jupiter hebben een soortgelijk gelokaliseerd lint dat zich een weg baant rond de magnetische evenaar van de planeet.

De ionosfeer is het geïoniseerde deel van de bovenste atmosfeer van Jupiter. Hier, botsingen tussen foto-elektronen en H2 zijn een belangrijke bron van H3+-ionen.

Een verklaring voor het donkere lint is dat omdat elektronen bij voorkeur langs magnetische veldlijnen reizen, deze foto-elektronen worden omgeleid naar hogere breedtegraden van de magnetische evenaar als ze naar lagere hoogten gaan, waardoor het lint van verminderde H3 + -productie achterblijft.

Recente gegevens van NASA's Juno-ruimtevaartuig ondersteunen de theorie dat dit lint een handtekening is voor de magnetische evenaar van Jupiter.

Hoofdauteur Dr. Tom Stallard, Universitair hoofddocent planetaire astronomie aan de Universiteit van Leicester, zei:"De eerste keer dat we in onze gegevens het donkere lint rond Jupiter zagen kronkelen, we waren er zeker van dat we iets bijzonders zagen bij Jupiter. Het resultaat was zo verrassend en toch duidelijk, het heeft ons allemaal verrast, en we vermoedden en speculeerden sterk dat het kenmerk werd veroorzaakt door de magnetische evenaar van Jupiter.

"Het was een grote opluchting voor ons dat een paar maanden voordat onze paper werd gepubliceerd, het eerste magnetische model van Jupiter werd losgelaten uit het Juno-ruimtevaartuig, het verstrekken van een ongekend beeld van het equatoriale magnetische veld van Jupiter, en de gemeten magnetische evenaar stond bijna precies op één lijn met ons donkere emissielint.

"Onze observaties, samen met de recente metingen door Juno-ruimtevaartuigen, hebben ons verrast. Sommige poolgebieden van Jupiter waren zeer complex, en zoveel eerdere modellen voorspelden dat een zeer complexe magnetische evenaar hiermee overeen zou komen, maar de magnetische evenaar heeft eigenlijk veel meer de vorm van die van de aarde.

"Wetenschappers die met Juno werken, hebben gesuggereerd dat dit erop kan wijzen dat de complexe vervormingen in het magnetische veld van Jupiter kunnen optreden op relatief ondiepe diepten van de planeet. Onze metingen ondersteunen dat ook, want ook al is de evenaar verrassend eenvoudig, we zien veel complexiteit in de ionosfeer tussen de evenaar en de pool. Dit suggereert dat het magnetische veld van Jupiter in deze gebieden veel complexer is dan dat van de aarde. Het suggereert ook dat als Juno waarnemingen met een hogere resolutie doet, het zal nog meer complexiteit op kleine schaal onthullen."

De wetenschappers gebruikten 13, 501 afbeeldingen van H3+-emissies, genomen gedurende 48 nachten tussen 1995 en 2000. Dit helpt om de snelheid van verandering in het complexe magnetische veld van de middelste breedtegraad van Jupiter te onthullen en geeft inzicht in wat er diep in Jupiter gebeurt. Het suggereert ook dat de locatie van de magnetische evenaar van Jupiter stabiel is gebleven gedurende de 15 jaar die deze twee onafhankelijke metingen van elkaar scheidde.

De waarnemingen identificeerden een aantal andere gelokaliseerde donkere gebieden, inclusief het gebied dat vorig jaar door hetzelfde team van wetenschappers werd aangemerkt als de Grote Koude Vlek. Men denkt ook dat de Grote Koude Vlek wordt veroorzaakt door de effecten van het magnetische veld van de planeet, met zijn spectaculaire polaire aurorae die energie de atmosfeer in drijven in de vorm van warmte die rond de planeet stroomt en een gebied van afkoeling in de thermosfeer creëert.