Zorze polarne na innych planetach
Budzące podziw zorze polarne obserwowane na Ziemi, od wieków są zadziwiają ludzi. W dniach 10-12 maja 2024 r. najpotężniejsza zorza polarna od 21 lat przypomniała o oszałamiającym pięknie tych niebiańskich pokazów świetlnych, które występują nie tylko na naszej planecie.
Astrofizycy z Wydziału Nauk o Ziemi University of Hong Kong (HKU), pod kierownictwem profesora Binzheng Zhanga, profesora Zhonghua Yao i dr Junjie Chen, zbadali podstawowe prawa rządzące różnorodnymi zorzami obserwowanymi na planetach, takich jak Ziemia, Jowisz i Saturn. Badanie zostało opublikowane w Nature Astronomy.
Jak wskazują naukowcy, badanie prezentuje nowy wgląd w interakcje między planetarnymi polami magnetycznymi a wiatrem słonecznym, aktualizując podręcznikowy obraz gigantycznych magnetosfer planetarnych. Ich zdaniem, odkrycia te mogą poprawić prognozowanie pogody kosmicznej, ukierunkować przyszłe badania planet i magnetosfer.
Ziemia, Saturn i Jowisz generują własne dipolowe pole magnetyczne, co zdaniem badaczy, skutkuje geometrią magnetyczną w kształcie lejka, która prowadzi do wytrącania się energetycznych elektronów w obszarach polarnych i co sprawia, że powstają zorze polarne.
Jednak te trzy planety różnią się pod wieloma względami, w tym siłą magnetyczną, prędkością obrotową, stanem wiatru słonecznego, aktywnością księżyców itp. Astronomowie nie wiedzieli, w jaki sposób te różne warunki są związane z innymi strukturami jakie mają zorze polarne obserwowane na tych planetach od dziesięcioleci.
Korzystając z trójwymiarowych obliczeń magnetohydrodynamiki, które modelowały sprzężoną dynamikę płynów przewodzących prąd elektryczny i pól elektromagnetycznych, naukowcy ocenili względne znaczenie warunków w kontrolowaniu głównej morfologii zorzy planet.
Łącząc wpływ wiatru słonecznego i rotację planet zdefiniowali nowy parametr kontrolujący główną strukturę zorzy, który zdaniem astronomów, dobrze wyjaśnia występowanie tego zjawiska na Ziemi, Saturnie i Jowiszu.
Interakcja wiatrów gwiezdnych z polami magnetycznymi planet jest fundamentalnym procesem we Wszechświecie. Badania te można zastosować do zrozumienia kosmicznych środowisk Urana, Neptuna, a nawet egzoplanet.
„Nasze badanie ujawniło złożoną interakcję między wiatrem słonecznym a rotacją planet, co pozwoliło nam lepiej zrozumieć zorze polarne na różnych planetach. Odkrycia te nie tylko poszerzą naszą wiedzę na temat zórz w naszym Układzie Słonecznym, ale także potencjalnie ich występowanie w innych układach egzoplanetarnych” – mówi profesor Binzheng Zhang.
„Od 1979 roku wiemy, że zorze polarne na Ziemi i Jowiszu różnią się od siebie. To wielka niespodzianka, że można je wyjaśnić za pomocą ujednoliconych ram” – dodaje profesor Denis Grodent z University of Liege.
Jak wskazują astrofizycy, dzięki pogłębieniu fundamentalnego zrozumienia tego, w jaki sposób planetarne pola magnetyczne oddziałują z wiatrem słonecznym, aby napędzać zorze polarne, możliwe będzie lepsze monitorowanie, przewidywanie i badanie środowisk magnetycznych Układu Słonecznego.
Emil Gołoś
