Forskare på NASA:s Juno -uppdrag har observerat massiva mängder energi som virvlar runt Jupiters polarregioner som bidrar till den gigantiska planetens kraftfulla aurora - bara inte på det sätt forskarna förväntade sig.

Undersöker data som samlats in av det ultravioletta spektrografen och detektorinstrument för energipartiklar ombord på Jupiter-kretsande Juno-rymdfarkosten, ett team som leds av Barry Mauk från Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory, Laurel, Maryland, observerade signaturer av kraftfulla elektriska potentialer, i linje med Jupiters magnetfält, som accelererar elektroner mot den jovianska atmosfären vid energier upp till 400, 000 elektronvolt. Detta är 10 till 30 gånger högre än de största auroralpotentialerna som observerats på jorden, där vanligtvis bara flera tusen volt behövs för att generera den mest intensiva norrsken - känd som diskret norr - den bländande, vridning, ormliknande norr- och södra ljus sett på platser som Alaska och Kanada, norra Europa, och många andra norra och södra polarregioner.

Jupiter har den mest kraftfulla norrsken i solsystemet, så laget blev inte förvånad över att elektriska potentialer spelar en roll i deras generation. Vad förvirrar forskarna, Mauk sa, är att trots storleken på dessa potentialer vid Jupiter, de observeras bara ibland och är inte källan till de mest intensiva aurororna, som de är på jorden.

"På Jupiter, de ljusaste aurororna orsakas av någon form av turbulent accelerationsprocess som vi inte förstår särskilt bra, "sa Mauk, som leder utredningsteamet för det APL-byggda Jupiter Energetic Particle Detector Instrument (JEDI). "Det finns tips i våra senaste data som tyder på att när energitätheten hos auroralgenerationen blir starkare och starkare, processen blir instabil och en ny accelerationsprocess tar över. Men vi måste fortsätta titta på data. "

Forskare anser att Jupiter är ett slags fysiklaboratorium för världar utanför vårt solsystem, säger att Jupiters förmåga att accelerera laddade partiklar till enorma energier har konsekvenser för hur mer avlägsna astrofysiska system accelererar partiklar. Men vad de lär sig om krafterna som driver Jupiters norrsken och formar dess rymdvädermiljö har också praktiska konsekvenser på vår egen planetariska bakgård.

"De högsta energierna som vi observerar inom Jupiters auroralregioner är formidabla. Dessa energiska partiklar som skapar norrsken är en del av historien för att förstå Jupiters strålbälten, som utgör en sådan utmaning för Juno och för kommande rymdfarkostuppdrag till Jupiter under utveckling, "sa Mauk." Teknik kring strålningens försvagande effekter har alltid varit en utmaning för rymdfarkosteringenjörer för uppdrag på jorden och på andra ställen i solsystemet. Vad vi lär oss här, och från rymdfarkoster som NASA:s Van Allen Probes och Magnetospheric Multiscale mission (MMS) som utforskar jordens magnetosfär, kommer att lära oss mycket om rymdväder och skydda rymdfarkoster och astronauter i hårda rymdmiljöer. Att jämföra processerna på Jupiter och jorden är otroligt värdefullt för att testa våra idéer om hur planetfysik fungerar. "

Mauk och kollegor presenterar sina resultat i tidningen 7 september Natur .