Zorze na Jowiszu badane przez Teleskop Webba
Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba pomaga astronomom lepiej poznać zorze na Jowiszu. Badania pozwolą lepiej zrozumieć magnetosferę największej planety w Układzie Słonecznym.
Jak wskazują naukowcy z ESA, zorze na Jowiszu są setki razy jaśniejsze niż te obserwowane na Ziemi. Dzięki niezwykłej czułości Webba, astronomowie zbadali to zjawisko, aby lepiej zrozumieć magnetosferę gazowego olbrzyma. Badanie zostało opublikowane w czasopiśmie Nature Communications.
Zorze powstają, gdy wysokoenergetyczne cząstki dostają się do atmosfery planety w pobliżu jej biegunów magnetycznych i zderzają się z atomami gazu. Zorze na Jowiszu są nie tylko ogromne, ale także setki razy bardziej energetyczne niż te Ziemi. Zjawiska te są powodowane przez burze słoneczne – gdy naładowane cząstki wpadają do górnej atmosfery, wzbudzają gazy i powodują ich świecenie na czerwono, zielono i fioletowo.
Jowisz ma jednak dodatkowe źródło zórz polarnych – silne pole magnetyczne gazowego olbrzyma przechwytuje naładowane cząstki z otoczenia. Obejmuje to nie tylko naładowane cząstki z wiatru słonecznego, ale także te wyrzucane w przestrzeń przez orbitujący księżyc Io, znany ze swojej aktywności wulkanicznej. Wulkany tego naturalnego satelity wyrzucają cząstki, które, uciekają przed jego grawitacją i następnie krążą wokół Jowisza.
Naładowane cząstki uwalniane przez Słońce podczas burz słonecznych również docierają do planety. Duże i silne pole magnetyczne Jowisza przechwytuje je i przyspiesza do ogromnych prędkości. Następnie uderzają one w atmosferę gazowego olbrzyma z dużą energią, która wzbudza gaz i powoduje jego świecenie.
Nowe obserwacje za pomocą Webba pozwoliły astronomom dokładniej zbadać zorze na Jowiszu. Nowe dane zostały zarejestrowane za pomocą Near-InfraRed Camera (NIRCam) na pokładzie teleskopu w 2023 r.
„Chcieliśmy zobaczyć, jak szybko zmieniają się zorze polarne, spodziewając się, że będą pojawiać się i znikać w ciągu około kwadransa. Zamiast tego zaobserwowaliśmy, że zjawisko rozświetla się przyćmiewa z niezwykłą częstotliwością, czasami zmieniając się z sekundy na sekundę” – tłumaczy Jonathan Nichols z University of Leicester.
Dane wykazały, że emisja jonów trójwodorowych, znanych jako H3+, jest znacznie bardziej zmienna niż wcześniej sądzono. Obserwacje pomogą naukowcom zrozumieć, w jaki sposób górna atmosfera Jowisza ogrzewa się i ochładza w czasie.
Badania te, zdaniem astronomów, mogą wesprzeć należącą do ESA sondę Jupiter Icy Moons Explorer, Juice, która jest w drodze na Jowisza, aby przeprowadzić szczegółowe obserwacje gazowego olbrzyma i jego trzech dużych oceanicznych księżyców – Ganimedesa, Kallisto i Europy. Juice przeanalizuje również zorze na Jowiszu za pomocą siedmiu unikalnych instrumentów naukowych.
Te pomiary z bliska pomogą naukowcom zrozumieć, w jaki sposób pole magnetyczne i atmosfera planety oddziałują na siebie, a także jak naładowane cząstki z Io i innych księżyców wpływają na atmosferę Jowisza.
Emil Gołoś
