Ett internationellt team av forskare har lyckats mäta det nuvarande systemet som ansvarar för Jupiters norrsken. Med hjälp av data som överförts till jorden av NASA:s rymdfarkost Juno, de visade att likströmmarna var mycket svagare än förväntat och att växelströmmarna därför måste spela en speciell roll. På jorden, å andra sidan, ett likströmssystem skapar sitt norrsken. Jupiters elektriska strömsystem hålls igång särskilt av stora centrifugalkrafter, som slungar joniserad svaveldioxidgas från gasjättens måne Io genom magnetosfären.

Professor Dr Joachim Saur från Institutet för geofysik och meteorologi vid universitetet i Köln var involverad i projektet. Artikeln "Birkelandsströmmar i Jupiters magnetosfär observerade av rymdfarkosten Juno som kretsar runt polen" publiceras i det aktuella numret av Natur astronomi .

Jupiter, den största planeten i solsystemet, har det ljusaste norrskenet, med en strålningseffekt på 100 terawatt (100, 000, 000, 000 kilowatt =hundra miljarder KW). 100, 000 kraftverk skulle behövas för att producera detta ljus. På samma sätt som de på jorden, Jupiters norrsken visar sig som två enorma ovala ringar runt polerna. De drivs av ett gigantiskt system av elektriska strömmar som förbinder det polära ljusområdet med Jupiters magnetosfär. Magnetosfären är området runt en planet som påverkas av dess magnetfält. De flesta av de elektriska strömmarna går längs Jupiters magnetfältslinjer, även känd som Birkelandsströmmar.

NASA:s rymdfarkost Juno har befunnit sig i en polarbana runt Jupiter sedan juli 2016. Dess mål är att bättre förstå Jupiters inre och norrsken. Juno har nu för första gången mätt det elektriska likströmssystem som ansvarar för Jupiters norrsken. För det här syftet, forskarna mätte Jupiters magnetfältsmiljö med hög precision för att härleda de elektriska strömmarna. Den totala strömmen är cirka 50 miljoner ampere. Dock, detta värde ligger klart under de teoretiskt förväntade värdena. Orsaken till denna avvikelse är småskalighet, turbulenta växelströmmar (även kallade alfveniska strömmar), som hittills fått lite uppmärksamhet. "Dessa observationer, kombinerat med andra Juno-rymdskeppsmått, visa att växelströmmar spelar en mycket större roll för att generera Jupiters norrsken än likströmssystemet, " sa Joachim Saur. Han har forskat på dessa turbulenta växelströmmar i 15 år, betonar deras betydelse. Jupiters norrsken skiljer sig från de på jorden, som huvudsakligen genereras av likströmmar. Jordens norrsken lyser ungefär tusen gånger svagare eftersom jorden är mindre än Jupiter, har ett svagare magnetfält och roterar långsammare.

"Jupiters elektriska strömsystem drivs av de enorma centrifugalkrafterna i Jupiters snabbt roterande magnetosfär, " sade Saur. Den vulkaniskt aktiva Jupitermånen Io producerar ett ton svaveldioxidgas per sekund, som joniseras in i Jupiters magnetosfär. "På grund av Jupiters snabba rotation - en dag på Jupiter varar bara tio timmar - flyttar centrifugalkrafterna den joniserade gasen i Jupiters magnetfält, som genererar elektriska strömmar, " avslutar geofysikern.