De door SwRI geleide Ultraviolet Spectrograaf (UVS) in een baan om Jupiter aan boord van NASA's Juno-ruimtevaartuig heeft nieuwe zwakke aurora-kenmerken gedetecteerd, gekenmerkt door ringvormige emissies, die zich in de loop van de tijd snel uitbreiden. SwRI-wetenschappers hebben vastgesteld dat geladen deeltjes afkomstig van de rand van de massieve magnetosfeer van Jupiter deze poollicht-emissies veroorzaakten.

"We denken dat deze nieuw ontdekte zwakke ultraviolette kenmerken miljoenen kilometers verwijderd zijn van Jupiter, nabij de grens van de magnetosfeer van Jupiter met de zonnewind, " zei dr. Vincent Hue, hoofdauteur van een paper geaccepteerd door de Tijdschrift voor Geofysisch Onderzoek :Ruimtefysica. "De zonnewind is een supersonische stroom van geladen deeltjes die door de zon wordt uitgezonden. Wanneer ze Jupiter bereiken, ze interageren met zijn magnetosfeer op een manier die nog steeds niet goed wordt begrepen."

Zowel Jupiter als de aarde hebben magnetische velden die bescherming bieden tegen de zonnewind. Hoe sterker het magnetische veld, hoe groter de magnetosfeer. Het magnetisch veld van Jupiter is 20, 000 keer sterker dan die van de aarde en creëert een magnetosfeer die zo groot is dat hij de zonnewind 2-4 miljoen mijl begint af te buigen voordat hij Jupiter bereikt.

"Ondanks tientallen jaren van waarnemingen vanaf de aarde in combinatie met talrijke in-situ metingen van ruimtevaartuigen, wetenschappers begrijpen nog steeds niet volledig de rol die de zonnewind speelt bij het matigen van de poollichtemissies van Jupiter, " zei Dr. Thomas Greathouse van SwRI, een co-auteur van deze studie. "Jupiter's magnetosferische dynamiek, de beweging van geladen deeltjes in de magnetosfeer, wordt grotendeels bepaald door de 10-uurs rotatie van Jupiter, de snelste in het zonnestelsel. De rol van de zonnewind staat nog steeds ter discussie."

Een van de doelen van de Juno-missie, onlangs door NASA goedgekeurd voor een verlenging tot 2025, is om de magnetosfeer van Jupiter te verkennen door zijn aurora's te meten met het UVS-instrument. Eerdere waarnemingen met de Hubble-ruimtetelescoop en Juno hebben wetenschappers in staat gesteld vast te stellen dat de meeste krachtige aurora's van Jupiter worden gegenereerd door interne processen, dat is de beweging van geladen deeltjes in de magnetosfeer. Echter, bij talloze gelegenheden, UVS heeft een zwak type aurora gedetecteerd, gekenmerkt door ringen van emissies die zich snel uitbreiden met de tijd.

"De locatie van de ringen op hoge breedtegraad geeft aan dat de deeltjes die de emissies veroorzaken afkomstig zijn van de verre Jupiter-magnetosfeer, nabij de grens met de zonnewind, zei Bertrand Bonfond, een co-auteur van deze studie van de Belgische Universiteit van Luik. In deze regio, plasma uit de zonnewind interageert vaak met het Joviaanse plasma op een manier waarvan wordt gedacht dat het "Kelvin-Helmholtz"-instabiliteiten vormt. Deze verschijnselen treden op bij schuifsnelheden, zoals op het grensvlak tussen twee vloeistoffen die met verschillende snelheden bewegen. Een andere potentiële kandidaat om de ringen te produceren, zijn magnetische herverbindingsgebeurtenissen overdag, waar tegengesteld gerichte Joviaanse en interplanetaire magnetische velden samenkomen, herschikken en opnieuw verbinden.

Van beide processen wordt gedacht dat ze deeltjesbundels genereren die langs de Jupiter-magnetische veldlijnen kunnen reizen, om uiteindelijk neer te slaan en de ring aurora's op Jupiter te veroorzaken.

"Hoewel deze studie niet concludeert welke processen deze kenmerken produceren, de uitgebreide missie van Juno zal ons in staat stellen meer van deze vage voorbijgaande gebeurtenissen vast te leggen en te bestuderen, ' zei Hue.