Jupiterio šiaurinė aurora. (NASA, ESA ir J. Nicholsas / Lesterio universitetas) Jupiteris pagaliau buvo pastebėtas didelės energijos bangos ilgio rentgeno spindulių išspjovimas.
Sklinda iš milžiniškos planetos nuolatinių aurorų ir aptiktas NASA kosminiu rentgeno teleskopu NuSTAR , emisija yra pati energingiausia šviesa, sklindanti iš bet kurios Saulės sistemos planetos (išskyrus Žemę).
Aptikimas galėtų atskleisti galingiausias Saulės sistemos auroras ir išspręsti seniai įsisenėjusią paslaptį: kodėl bendra ESA ir NASA Ulisas Erdvėlaivis neaptiko jokių Jovian rentgeno spindulių per beveik tris dešimtmečius nuo 1990 iki 2009 m.
Jupiterio pašvaistė yra be galo žavus reiškinys. Abiejuose jos poliuose planetą žieduoja nuolatinės pašvaistės – mūsų akims nematomos, bet puikiai švytinčios ultravioletinių bangų ilgiais. Šie regionai taip pat buvopastebėta, kad išskiria mažai energijos, arba „minkštieji“ rentgeno spinduliai, kuriuos sukūrė rentgeno observatorijos „Chandra“ ir „XMM-Newton“.
Mokslininkai manė, kad turėtų būti ir didelės energijos, arba „kieti“ rentgeno spinduliai Rentgeno spinduliai , daugiau nei tie instrumentai gali aptikti. Taigi jie naudojo NuSTAR jų ieškoti.
„Planetoms gana sudėtinga generuoti rentgeno spindulius tokiame diapazone, kurį aptinka NuSTAR“, sakė astrofizikė Kaya Mori Kolumbijos universiteto.
„Tačiau Jupiteris turi didžiulį magnetinį lauką ir sukasi labai greitai. Šios dvi charakteristikos reiškia, kad planetos magnetosfera veikia kaip milžiniškas dalelių greitintuvas, ir dėl to įmanomos didesnės energijos emisijos.
Jupiterio pašvaistės yra panašios ir nepanašios į auroras čia, Žemėje, kur jas generuoja dalelės, pučiančios iš Saulės. Jie susiduria su Žemės magnetiniu lauku, kuris siunčia įkrautas daleles, tokias kaip protonai ir elektronai, švilpiančius išilgai magnetinio lauko linijų link ašigalių, kur jie patenka į viršutinę Žemės atmosferą ir susiduria su atmosferos molekulėmis. Dėl šių molekulių jonizacijos susidaro stulbinančios šokių šviesos.
Jupiteryje pagrindinis mechanizmas yra panašus, tačiau yra keletas skirtumų. Auroros yra pastovios ir nuolatinės, kaip minėta anksčiau; Taip yra todėl, kad dalelės yra ne saulės, o iš Jovijos mėnulio Io, labiausiai vulkaninio pasaulio Saulės sistemoje.
tainuolat raugdamas sieros dioksidą, kuris iš karto pašalinamas per sudėtingą gravitacinę sąveiką su planeta, jonizuojasi ir aplink dujų milžiną sudaro plazmos torą. Iš šio toro siunčiamos dalelėsšvilpiantis palei magnetinio lauko linijas į polius, ir taip toliau.
NuSTAR aptikta emisija. (NASA / JPL-Caltech)
Šis procesas generuoja minkštus rentgeno spindulius, kaip buvo nustatyta anksčiau. Dabar buvo rasta ir sunkių rentgeno spindulių. Tai nebuvo lengva aptikti, nes didelės energijos rentgeno spinduliai iš tikrųjų yra gana silpni, tačiau tai, pasak mokslininkų, nepaaiškina, kodėl Ulisas negalėjo jų aptikti. Jie nustatė, kad atsakymas slypi kietų rentgeno spindulių generavimo būdu.
Kai elektronai pagreitinami išilgai Jupiterio magnetinio lauko linijų, jie baigia dideliu greičiu patekti į planetos atmosferą. Kai šie elektronai patenka į atomų branduolius ir jų elektrinius laukus, jie staigiai nukrypsta ir sulėtėja. Tačiau jų kinetinė energija pagal energijos tvermės dėsnį turi kažkur pasitraukti, todėl ji virsta rentgeno spinduliuote.
Tai vadinama stabdymo spinduliuotė , arba stabdymo spinduliuotė. Minkštieji rentgeno spinduliai generuojami naudojant kitą mechanizmą, vadinamą krūvių mainais, kurio metu elektronai perduodami jonams, kurių sužadinimas sukuria švytėjimą.
Kiekvienas iš šių mechanizmų sukuria skirtingą šviesos profilį, sakė mokslininkai. Esant didesnei energijai, bremsstrahlung rentgeno spinduliai turėtų būti silpnesni esant didesnei energijai, o tai paaiškintų, kodėl Ulisas niekada jų nerado.
Komanda sumodeliavo duomenis, įskaitant „bremsstrahlung“ mechanizmą, ir ne tik atitiko „NuSTAR“ stebėjimus, bet ir parodė, kad emisija nepatenka į Ulysses jautrumo diapazoną. Kol kas viskas gerai, bet mes tik pradėjome tyrinėti šį reiškinį.
Pavyzdžiui, nors „NuSTAR“ galėjo aptikti kietus rentgeno spindulius bendrame Jovijos pašvaistės regione, jis negalėjo nustatyti tikslaus spinduliavimo taško.
„Šių teršalų atradimas bylos neužbaigia; tai atveria naują skyrių“, sakė astronomas Williamas Dunnas Londono universiteto koledže JK.
„Vis dar turime tiek daug klausimų apie šias emisijas ir jų šaltinius. Žinome, kad besisukantys magnetiniai laukai gali pagreitinti daleles, tačiau iki galo nesuprantame, kaip jos pasiekia tokį didelį greitį Jupiteryje. Kokie pagrindiniai procesai natūraliai gamina tokias energingas daleles?
Būsimi sunkūs Jupiterio pašvaistės rentgeno tyrimai galėtų padėti geriau suprasti esamą fiziką.
Tyrimas buvo paskelbtas m Gamtos astronomija .