Jupiters intensiva norra och södra ljus pulserar oberoende av varandra enligt ny UCL-ledd forskning med hjälp av ESA:s XMM-Newton och NASA:s Chandra röntgenobservatorier.

Studien, publiceras idag i Natur astronomi , fann att röntgenstrålning med mycket hög energi vid Jupiters sydpol konsekvent pulserar var 11:e minut. Samtidigt är de på nordpolen oberäkneliga:ökar och minskar i ljusstyrka, oberoende av sydpolen.

Detta beteende skiljer sig från jordens norra och södra norrsken som i stort sett speglar varandra i aktivitet. Andra liknande stora planeter, som Saturnus, producerar ingen detekterbar röntgenaurora, vilket gör fynden vid Jupiter särskilt förbryllande.

"Vi förväntade oss inte att se Jupiters röntgen-hot spots pulsera oberoende eftersom vi trodde att deras aktivitet skulle koordineras genom planetens magnetfält. Vi måste studera detta ytterligare för att utveckla idéer för hur Jupiter producerar sin röntgenaurora och NASA:s Juno-uppdraget är verkligen viktigt för detta, " förklarade huvudförfattaren, William Dunn (UCL Mullard Space Science Laboratory, Storbritannien och Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, USA).

Sedan han anlände till Jupiter 2016, Juno-uppdraget har skrivit om mycket av det som är känt om jätteplaneten, men rymdfarkosten har inget röntgeninstrument ombord. För att förstå hur röntgenaurora produceras, Teamet hoppas kunna kombinera informationen från röntgenstrålar som samlats in med XMM-Newton och Chandra med data som samlats in av Juno när de utforskar de regioner som producerar Jupiters norrsken.

"Om vi ​​kan börja koppla röntgensignaturerna med de fysiska processerna som producerar dem, då kan vi använda dessa signaturer för att förstå andra kroppar över hela universum som bruna dvärgar, exoplaneter eller kanske till och med neutronstjärnor. Det är ett mycket kraftfullt och viktigt steg mot att förstå röntgenstrålar i hela universum och ett som vi bara har medan Juno utför mätningar samtidigt med Chandra och XMM-Newton, sa William Dunn.

En av teorierna som Juno kan hjälpa till att bevisa eller motbevisa är att Jupiters norrsken bildas separat när planetens magnetfält interagerar med solvinden. Teamet misstänker att magnetfältslinjerna vibrerar, producerar vågor som bär laddade partiklar mot polerna och dessa ändras i hastighet och färdriktning tills de kolliderar med Jupiters atmosfär, genererar röntgenpulser.

Genom att använda XMM-Newton och Chandra röntgenobservatorier i maj till juni 2016 och mars 2007, författarna producerade kartor över Jupiters röntgenstrålning och identifierade en röntgenstrålningspunkt vid varje pol. Varje hot spot täcker ett område som är mycket större än jordens yta. Att studera var och en för att identifiera beteendemönster, de fann att hot spots har mycket olika egenskaper.

"Beteendet hos Jupiters röntgenstrålar väcker viktiga frågor om vilka processer som producerar dessa norrsken. Vi vet att en kombination av solvindjoner och joner av syre och svavel, ursprungligen från vulkaniska explosioner från Jupiters måne, Io, är involverad. Dock, deras relativa betydelse för att producera röntgenstrålning är oklar, " förklarade medförfattaren Dr Licia Ray (Lancaster University).

"Vad jag tycker är särskilt fängslande i dessa observationer, speciellt vid den tidpunkt då Juno gör mätningar på plats, är det faktum att vi kan se båda Jupiters poler samtidigt, en sällsynt möjlighet som senast inträffade för tio år sedan. Genom att jämföra beteenden vid de två polerna kan vi lära oss mycket mer om de komplexa magnetiska interaktioner som pågår i planetens miljö, " avslutade medförfattaren professor Graziella Branduardi-Raymont (UCL Space &Climate Physics).

Teamet hoppas kunna fortsätta följa aktiviteten hos Jupiters poler under de kommande två åren med hjälp av röntgenobservationskampanjer i samband med Juno för att se om detta tidigare orapporterade beteende är vanligt.