NASA's Juno-missie naar Jupiter maakte de eerste definitieve detectie buiten onze wereld van een intern magnetisch veld dat in de loop van de tijd verandert, een fenomeen dat seculiere variatie wordt genoemd. Juno stelde vast dat de seculiere variatie van de gasreus hoogstwaarschijnlijk wordt veroorzaakt door de diepe atmosferische winden van de planeet.

De ontdekking zal wetenschappers helpen de interne structuur van Jupiter beter te begrijpen - inclusief atmosferische dynamiek - evenals veranderingen in het magnetische veld van de aarde. Een artikel over de ontdekking is vandaag gepubliceerd in het tijdschrift Natuurastronomie .

"Seculiere variatie staat al tientallen jaren op het verlanglijstje van planetaire wetenschappers, " zei Scott Bolton, Juno hoofdonderzoeker van het Southwest Research Institute in San Antonio. "Deze ontdekking kon alleen plaatsvinden dankzij Juno's uiterst nauwkeurige wetenschappelijke instrumenten en de unieke aard van Juno's baan, die het laag over de planeet draagt ​​terwijl het van pool naar pool reist."

Het karakteriseren van het magnetische veld van een planeet vereist close-up metingen. Juno-wetenschappers vergeleken gegevens van NASA's eerdere missies naar Jupiter (Pioneer 10 en 11, Voyager 1 en Ulysses) naar een nieuw model van het magnetische veld van Jupiter (JRM09 genaamd). Het nieuwe model was gebaseerd op gegevens die werden verzameld tijdens Juno's eerste acht wetenschappelijke passages van Jupiter met behulp van zijn magnetometer, een instrument dat een gedetailleerde driedimensionale kaart van het magnetische veld kan genereren.

Wat wetenschappers ontdekten, is dat van de eerste Jupiter-magnetische veldgegevens die door het Pioneer-ruimtevaartuig zijn verstrekt tot de nieuwste gegevens van Juno, er waren kleine maar duidelijke veranderingen in het veld.

"Het was een uitdaging om zoiets kleins als deze veranderingen te vinden in iets zo immens als het magnetische veld van Jupiter, " zei Kimee Moore, een Juno-wetenschapper van de Harvard University in Cambridge, Massachusetts. "Het hebben van een basislijn van close-upobservaties gedurende vier decennia leverde ons net genoeg gegevens op om te bevestigen dat het magnetische veld van Jupiter inderdaad in de loop van de tijd verandert."

Toen het Juno-team eenmaal bewees dat er seculiere variatie was opgetreden, ze probeerden uit te leggen hoe zo'n verandering tot stand zou kunnen komen. De werking van de atmosferische (of zonale) winden van Jupiter verklaarde het best de veranderingen in zijn magnetisch veld. Deze winden strekken zich uit van het oppervlak van de planeet tot meer dan 1, 860 mijl (3, 000 kilometer) diep, waar het binnenste van de planeet begint te veranderen van gas naar sterk geleidend vloeibaar metaal. Men denkt dat ze de magnetische velden afschuiven, ze uitrekken en over de planeet dragen.

Nergens was de seculiere variatie van Jupiter zo groot als op de Grote Blauwe Vlek van de planeet, een intens stukje magnetisch veld nabij de evenaar van Jupiter. De combinatie van de Grote Blauwe Vlek, met zijn sterke gelokaliseerde magnetische velden, en sterke zonale winden op deze breedtegraad resulteren in de grootste seculiere variaties in het veld op de Joviaanse wereld.

"Het is ongelooflijk dat één smalle magnetische hotspot, de Grote Blauwe Vlek, zou verantwoordelijk kunnen zijn voor bijna alle seculiere variaties van Jupiter, maar de cijfers bevestigen het " zei Moore. "Met dit nieuwe begrip van magnetische velden, tijdens toekomstige wetenschappelijke passen zullen we beginnen met het maken van een planeetbrede kaart van de seculiere variatie van Jupiter. Het kan ook toepassingen hebben voor wetenschappers die het magnetisch veld van de aarde bestuderen, die nog veel mysteries bevat die moeten worden opgelost."