science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Wisselstromen veroorzaken Jupiters aurora

Krediet:CC0 Publiek Domein

Een internationaal team van onderzoekers is erin geslaagd het huidige systeem te meten dat verantwoordelijk is voor de aurora van Jupiter. Met behulp van gegevens die naar de aarde zijn verzonden door NASA's Juno-ruimtevaartuig, ze toonden aan dat de gelijkstromen veel zwakker waren dan verwacht en dat wisselstromen daarom een ​​speciale rol moeten spelen. Op aarde, anderzijds, een gelijkstroomsysteem creëert zijn aurora. Het elektrische stroomsysteem van Jupiter wordt met name in stand gehouden door grote middelpuntvliedende krachten, die geïoniseerd zwaveldioxidegas van de gasreusmaan Io door de magnetosfeer slingerde.

Professor Dr. Joachim Saur van het Instituut voor Geofysica en Meteorologie van de Universiteit van Keulen was bij het project betrokken. Het artikel "Birkeland-stromen in de magnetosfeer van Jupiter waargenomen door het in een polaire baan om de aarde draaiende Juno-ruimtevaartuig" is gepubliceerd in de huidige uitgave van Natuurastronomie .

Jupiter, de grootste planeet in het zonnestelsel, heeft de helderste aurora, met een stralingsvermogen van 100 terawatt (100, 000, 000, 000 kilowatt =honderd miljard KW). 100, 000 energiecentrales nodig zouden zijn om dit licht te produceren. Net als die op aarde, Jupiters aurora verschijnen als twee enorme ovale ringen rond de polen. Ze worden aangedreven door een gigantisch systeem van elektrische stromen dat het poollichtgebied verbindt met de magnetosfeer van Jupiter. De magnetosfeer is het gebied rond een planeet dat wordt beïnvloed door zijn magnetisch veld. De meeste elektrische stromen lopen langs de magnetische veldlijnen van Jupiter, ook bekend als Birkeland-stromingen.

NASA's Juno-ruimtevaartuig bevindt zich sinds juli 2016 in een polaire baan rond Jupiter. Het doel is om het interieur en de aurora van Jupiter beter te begrijpen. Juno heeft nu voor het eerst het elektrische gelijkstroomsysteem gemeten dat verantwoordelijk is voor de aurora van Jupiter. Voor dit doeleinde, de wetenschappers hebben de magnetische veldomgeving van Jupiter met hoge precisie gemeten om de elektrische stromen af ​​te leiden. De totale stroom is ongeveer 50 miljoen ampère. Echter, deze waarde ligt duidelijk onder de theoretisch verwachte waarden. De reden voor deze afwijking is kleinschalig, turbulente wisselstromen (ook wel Alfvenische stromen genoemd), die tot nu toe weinig aandacht hebben gekregen. "Deze waarnemingen, gecombineerd met andere Juno-ruimtevaartuigmetingen, laten zien dat wisselstromen een veel grotere rol spelen bij het genereren van Jupiters aurora dan het gelijkstroomsysteem, " zei Joachim Saur. Hij doet al 15 jaar onderzoek naar deze turbulente wisselstromen, hun belang te benadrukken. Jupiters aurora verschilt van die op aarde, die in wezen worden opgewekt door gelijkstroom. Het noorderlicht van de aarde schijnt ongeveer duizend keer zwakker omdat de aarde kleiner is dan Jupiter, heeft een zwakker magnetisch veld en draait langzamer.

"Jupiter's elektrische stroomsystemen worden aangedreven door de enorme middelpuntvliedende krachten in de snel roterende magnetosfeer van Jupiter, " merkte Saur op. De vulkanisch actieve Jupitermaan Io produceert één ton zwaveldioxidegas per seconde, die ioniseert in de magnetosfeer van Jupiter. "Vanwege de snelle rotatie van Jupiter - een dag op Jupiter duurt slechts tien uur - verplaatsen de middelpuntvliedende krachten het geïoniseerde gas in het magnetische veld van Jupiter, die de elektrische stromen opwekken, ’ concludeert de geofysicus.