Onlangs hebben ruimtefysici van de afdeling Aardwetenschappen van de Universiteit van Hong Kong (HKU), waaronder professor Binzheng Zhang, professor Zhonghua Yao en Dr. Junjie Chen, samen met hun internationale medewerkers, een artikel gepubliceerd in Nature Astronomy dat de fundamentele wetten onderzoekt die de diverse aurorae beheersen die worden waargenomen op planeten, zoals de aarde, Jupiter en Saturnus.

Dit werk biedt nieuwe inzichten in de interacties tussen planetaire magnetische velden en zonnewind, waardoor het schoolbeeld van gigantische planetaire magnetosferen wordt bijgewerkt. Hun bevindingen kunnen de weersvoorspellingen in de ruimte verbeteren, toekomstige planetaire verkenningen begeleiden en verdere vergelijkende studies van magnetosferische omgevingen inspireren.

Het ontrafelen van de diversiteit van planetaire aurorae

De aarde, Saturnus en Jupiter genereren allemaal hun eigen dipoolachtig magnetisch veld, wat resulteert in een trechtervormige magnetische geometrie die ervoor zorgt dat de energetische elektronen van de ruimte neerslaan in poolgebieden en polaire aurorale emissies veroorzaken.

Toch verschillen de drie planeten in veel opzichten, waaronder hun magnetische kracht, rotatiesnelheid, zonnewindomstandigheden, maanactiviteiten, enz. Het is onduidelijk hoe deze verschillende omstandigheden verband houden met de verschillende poollichtstructuren die al tientallen jaren op deze planeten worden waargenomen.

Met behulp van driedimensionale magnetohydrodynamica-berekeningen, die de gekoppelde dynamiek van elektrisch geleidende vloeistoffen en elektromagnetische velden modelleren, beoordeelde het onderzoeksteam het relatieve belang van deze omstandigheden bij het beheersen van de belangrijkste poollichtmorfologie van een planeet.

Door de zonnewindomstandigheden en planetaire rotatie te combineren, definieerden ze een nieuwe parameter die de belangrijkste poollichtstructuur regelt, wat voor het eerst een mooie verklaring vormt voor de verschillende poollichtstructuren die worden waargenomen op de aarde, Saturnus en Jupiter.

De interactie van sterrenwinden met planetaire magnetische velden is een fundamenteel proces in het universum. Het onderzoek kan worden toegepast om de ruimteomgevingen van Uranus, Neptunus en zelfs exoplaneten te begrijpen.

“Ons onderzoek heeft de complexe wisselwerking tussen zonnewind en planetaire rotatie aan het licht gebracht, wat een dieper begrip van aurorae op verschillende planeten oplevert. Deze bevindingen zullen niet alleen onze kennis van de aurorae in ons zonnestelsel vergroten, maar zich mogelijk ook uitstrekken tot de studie van aurorae in ons zonnestelsel.” exoplanetaire systemen", zegt professor Binzheng Zhang, hoofdonderzoeker en eerste auteur van het project.

"We hebben geleerd dat de aurorae op aarde en Jupiter sinds 1979 verschillend zijn. Het is een grote verrassing dat ze verklaard kunnen worden door een uniform raamwerk", voegde professor Denis Grodent, hoofd van het STAR-instituut aan de Universiteit van Luik en co-onderzoeker toe. auteur van het project.

Door ons fundamentele begrip te vergroten van hoe planetaire magnetische velden interageren met de zonnewind om poollichtbeelden aan te sturen, heeft dit onderzoek belangrijke praktische toepassingen voor het monitoren, voorspellen en onderzoeken van de magnetische omgevingen van het zonnestelsel.

Deze studie vertegenwoordigt ook een belangrijke mijlpaal in het begrijpen van poollichtpatronen op planeten, waardoor onze kennis van diverse planetaire ruimteomgevingen wordt verdiept, waardoor de weg wordt vrijgemaakt voor toekomstig onderzoek naar de betoverende hemelse lichtshows die tot onze verbeelding blijven spreken.