Långt över solsystemet, varifrån jorden bara visas som en blekblå prick, NASA:s rymdfarkost Galileo tillbringade åtta år i omloppsbana kring Jupiter. Under tiden, den rejäla rymdfarkosten – något större än en fullvuxen giraff – skickade tillbaka mängder av upptäckter på gasjättens månar, inklusive observation av en magnetisk miljö runt Ganymedes som var skild från Jupiters eget magnetfält. Uppdraget avslutades 2003, men nyuppståndna data från Galileos första förbiflygning av Ganymedes ger nya insikter om månens miljö – som inte liknar någon annan i solsystemet.

"Vi kommer nu tillbaka över 20 år senare för att ta en ny titt på några av de data som aldrig publicerades och avsluta historien, " sa Glyn Collinson, huvudförfattare till en ny artikel om Ganymedes magnetosfär vid NASA:s Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland. "Vi upptäckte att det finns en hel del som ingen visste om."

De nya resultaten visade en stormig scen:partiklar sprängdes av månens isiga yta som ett resultat av inkommande plasmaregn, och starka flöden av plasma som skjuts mellan Jupiter och Ganymedes på grund av en explosiv magnetisk händelse som inträffar mellan de två kropparnas magnetiska miljöer. Forskare tror att dessa observationer kan vara nyckeln till att låsa upp månens hemligheter, som varför Ganymedes norrsken är så ljusa.

1996, kort efter ankomsten till Jupiter, Galileo gjorde en överraskande upptäckt:Ganymedes hade sitt eget magnetfält. Medan de flesta planeterna i vårt solsystem, inklusive jorden, har magnetiska miljöer – så kallade magnetosfärer – ingen förväntade sig att en måne skulle ha en.

Mellan 1996 och 2000, Galileo gjorde sex riktade förbiflygningar av Ganymedes, med flera instrument som samlar in data om månens magnetosfär. Dessa inkluderade rymdfarkostens plasmaundersystem, eller PLS, som mätte densiteten, temperatur och riktning för plasmat - upphetsad, elektriskt laddad gas—flödar genom miljön runt Galileo. Nya resultat, nyligen publicerad i tidskriften Geofysiska forskningsbrev , avslöja intressanta detaljer om magnetosfärens unika struktur.

Vi vet att jordens magnetosfär – förutom att hjälpa till att få kompasser att fungera och orsaka norrsken – är nyckeln till att upprätthålla liv på vår planet, eftersom det hjälper till att skydda vår planet från strålning från rymden. Vissa forskare tror att jordens magnetosfär också var avgörande för livets initiala utveckling, eftersom denna skadliga strålning kan erodera vår atmosfär. Att studera magnetosfärer i hela solsystemet hjälper inte bara forskare att lära sig om de fysiska processer som påverkar denna magnetiska miljö runt jorden, det hjälper oss att förstå atmosfärerna runt andra potentiellt beboeliga världar, både i vårt eget solsystem och utanför.

Ganymedes magnetosfär erbjuder chansen att utforska en unik magnetisk miljö som ligger inom Jupiters mycket större magnetosfär. Inbäddat där, den är skyddad från solvinden, gör dess form annorlunda än andra magnetosfärer i solsystemet. Vanligtvis, magnetosfärer formas av trycket från överljudspartiklar från solvinden som strömmar förbi dem. Men vid Ganymedes, den relativt långsammare rörliga plasman runt Jupiter skulpterar månens magnetosfär till en lång hornliknande form som sträcker sig framför månen i dess banas riktning.

Flyger förbi Ganymedes, Galileo slogs ständigt av högenergipartiklar - ett slag som månen också är bekant med. Plasmapartiklar accelererade av den jovianska magnetosfären, regnar ständigt ner på Ganymedes stolpar, där magnetfältet kanaliserar dem mot ytan. Den nya analysen av Galileo PLS-data visade att plasma sprängdes från månens isiga yta på grund av det inkommande plasmaregnet.

"Det finns dessa partiklar som flyger ut från polarområdena, och de kan berätta något om Ganymedes atmosfär, som är väldigt tunn, sa Bill Paterson, en medförfattare till studien vid NASA Goddard, som tjänstgjorde i Galileo PLS-teamet under missionen. "Det kan också berätta för oss om hur Ganymedes norrsken bildas."

Ganymedes har norrsken, eller norr- och södersken, precis som jorden gör. Dock, till skillnad från vår planet, partiklarna som orsakar Ganymedes norrsken kommer från plasman som omger Jupiter, inte solvinden. När man analyserar data, forskarna märkte att under sin första förbiflygning med Ganymedes, Galileo korsade slumpmässigt rakt över Ganymedes norrskensregioner, som bevisats av jonerna observerade den regna ner på ytan av månens polkassa. Genom att jämföra platsen där de fallande jonerna observerades med data från Hubble, forskarna kunde fastställa den exakta platsen för norrskenszonen, som kommer att hjälpa dem att lösa mysterier, till exempel vad som orsakar norrsken.

När den kryssade runt Jupiter, Galileo råkade också flyga rakt igenom en explosiv händelse som orsakades av trassling och avbrott av magnetfältslinjer. Den här tillställningen, kallad magnetisk återkoppling, förekommer i magnetosfärer i vårt solsystem. För första gången, Galileo observerade starka flöden av plasma som drevs mellan Jupiter och Ganymedes på grund av en magnetisk återkopplingshändelse som inträffade mellan de två magnetosfärerna. Man tror att denna plasmapump är ansvarig för att göra Ganymedes norrsken ovanligt ljusa.

Framtida studie av PLS-data från det mötet kan ännu ge nya insikter relaterade till underjordiska oceaner som tidigare bestämts existera inom månen med hjälp av data från både Galileo och Hubble Space Telescope.