• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  • Ny forskning avslöjar hemligheten bakom Jupiters nyfikna norrskensaktivitet

    Kredit:CC0 Public Domain

    Norrledsskärmar fortsätter att fängsla forskare, om de starka ljusen lyser över jorden eller över en annan planet. Lamporna ger ledtrådar till sammansättningen av en planets magnetfält och hur det fältet fungerar.

    Ny forskning om Jupiter bevisar den punkten - och bidrar till intrigen.

    Peter Delamere, en professor i rymdfysik vid University of Alaska Fairbanks Geophysical Institute, är bland ett internationellt team av 13 forskare som har gjort en nyckelupptäckt relaterad till norrskenet på vårt solsystems största planet.

    Teamets arbete publicerades den 9 april, 2021, i journalen Vetenskapens framsteg . Forskningsdokumentet, med titeln "Hur Jupiters ovanliga magnetosfäriska topologi strukturerar sitt norrsken, " skrevs av Binzheng Zhang från Institutionen för geovetenskaper vid University of Hong Kong; Delamere är den primära medförfattaren.

    Forskning gjord med en nyutvecklad global magnetohydrodynamisk modell av Jupiters magnetosfär ger bevis till stöd för en tidigare kontroversiell och kritiserad idé som Delamere och forskaren Fran Bagenal från University of Colorado i Boulder lade fram i en uppsats från 2010 – att Jupiters polarhatt är gängad i del med slutna magnetfältlinjer snarare än helt med öppna magnetfältlinjer, som är fallet med de flesta andra planeter i vårt solsystem.

    "Vi som ett samhälle tenderar att polarisera – antingen öppet eller stängt – och kunde inte föreställa oss en lösning där det var lite av båda, sa Delamere, som har studerat Jupiter sedan 2000. "Men i efterhand, det är precis vad norrskenet avslöjade för oss."

    Öppna linjer är de som utgår från en planet men går ut i rymden bort från solen istället för att återansluta till en motsvarande plats på den motsatta halvklotet.

    På jorden, till exempel, norrskenet visas på slutna fältlinjer runt ett område som kallas norrskensovalen. Det är den höga latitudringen nära - men inte vid - vardera änden av jordens magnetiska axel.

    Inom den ringen på jorden, dock, och som med vissa andra planeter i vårt solsystem, är en tom fläck som kallas polarlocket. Det är en plats där magnetfältslinjer strömmar ut oanslutna – och där norrskenet sällan dyker upp på grund av det. Se det som en ofullständig elektrisk krets i ditt hem:ingen komplett krets, inga lampor.

    Jupiter, dock, har en polarkeps där norrskenet bländar. Det förbryllade forskarna.

    Problemet, Delamere sa, är att forskare var så jordcentrerade i sitt tänkande om Jupiter på grund av vad de hade lärt sig om jordens egna magnetfält.

    Ankomsten till Jupiter av NASA:s rymdfarkost Juno i juli 2016 gav bilder av polarlocket och norrsken. Men de där bilderna, tillsammans med några fångade av rymdteleskopet Hubble, kunde inte lösa oenigheten mellan forskare om öppna linjer kontra stängda linjer.

    Så Delamere och resten av forskargruppen använde datormodellering för att få hjälp. Deras forskning avslöjade ett i stort sett slutet polarområde med ett litet halvmåneformat område med öppet flöde, svarar för endast cirka 9 procent av polarlocksregionen. Resten var aktiv med norrsken, betecknar slutna magnetfältlinjer.

    Jupiter, det visar sig, har en blandning av öppna och slutna linjer i sina polära lock.

    "Det fanns ingen modell eller ingen förståelse för att förklara hur du kunde ha en halvmåne av öppet flöde som den här simuleringen producerar, " sa han. "Det har bara aldrig ens kommit in i mitt sinne. Jag tror inte att någon i samhället kunde ha föreställt sig den här lösningen. Ändå har den här simuleringen producerat det."

    "Till mig, detta är ett stort paradigmskifte för hur vi förstår magnetosfärer."

    Vad mer avslöjar detta? Mer arbete för forskare.

    "Det väcker många frågor om hur solvinden interagerar med Jupiters magnetosfär och påverkar dynamiken, " sa Delamere.

    Jupiters norrskensaktiva polarmössa kunde, till exempel, bero på att planeten roterar snabbt — en gång var tionde timme jämfört med jordens en gång var 24:e timme — och dess enorma magnetosfär. Båda minskar effekten av solvinden, vilket innebär att det är mindre sannolikt att de magnetiska fältlinjerna i polarlocken slits isär för att bli öppna linjer.

    Och i vilken utsträckning påverkar Jupiters måne Io magnetlinjerna i Jupiters polarhatt? Io är elektrodynamiskt kopplat till Jupiter, något unikt i vårt solsystem, och som sådan ständigt berövas tunga joner av sin moderplanet.

    Som tidningen noterar, "Juryn är fortfarande ute på den magnetiska strukturen hos Jupiters magnetosfär och vad exakt dess norrsken säger oss om dess topologi."


    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com