Detta stillbild från en animation illustrerar Jupiters magnetfält vid ett enda ögonblick i tiden. Den stora blå fläcken, en koncentration av magnetfält som är osynlig för ögat nära ekvatorn, framstår som en särskilt stark egenskap. Kredit:NASA/JPL-Caltech/Harvard/Moore et al.
NASA:s Juno-uppdrag till Jupiter gjorde den första definitiva upptäckten bortom vår värld av ett inre magnetfält som förändras över tiden, ett fenomen som kallas sekulär variation. Juno fastställde att gasjättens sekulära variation troligen drivs av planetens djupa atmosfäriska vindar.
Upptäckten kommer att hjälpa forskare att ytterligare förstå Jupiters inre struktur - inklusive atmosfärisk dynamik - såväl som förändringar i jordens magnetfält. En artikel om upptäckten publicerades idag i tidskriften Natur astronomi .
"Sekulär variation har funnits på planetforskarnas önskelista i decennier, sa Scott Bolton, Juno huvudforskare från Southwest Research Institute i San Antonio. "Denna upptäckt kunde bara ske på grund av Junos extremt noggranna vetenskapsinstrument och den unika naturen hos Junos bana, som bär den lågt över planeten när den färdas från pol till pol."
Att karakterisera magnetfältet på en planet kräver närbildsmätningar. Juno-forskare jämförde data från NASA:s tidigare uppdrag med Jupiter (Pioneer 10 och 11, Voyager 1 och Ulysses) till en ny modell av Jupiters magnetfält (kallad JRM09). Den nya modellen baserades på data som samlats in under Junos första åtta vetenskapspass av Jupiter med hjälp av dess magnetometer, ett instrument som kan generera en detaljerad tredimensionell karta över magnetfältet.
Denna slående vy av Jupiters stora röda fläck och turbulenta södra halvklotet fångades av NASA:s rymdskepp Juno när den utförde en nära pass av gasjättens planet. Kredit:NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Kevin M. Gill
Vad forskare fann är att från de första Jupiters magnetfältsdata från Pioneer-rymdfarkosten till de senaste uppgifterna från Juno, det var små men tydliga förändringar på fältet.
"Att hitta något så litet som dessa förändringar i något så enormt som Jupiters magnetfält var en utmaning, sa Kimee Moore, en Juno-forskare från Harvard University i Cambridge, Massachusetts. "Att ha en baslinje av närbildsobservationer över fyra decennier långa gav oss precis tillräckligt med data för att bekräfta att Jupiters magnetfält verkligen förändras över tiden."
När Juno-teamet visade att sekulär variation inträffade, de försökte förklara hur en sådan förändring kunde komma till stånd. Funktionen av Jupiters atmosfäriska (eller zon-)vindar förklarade bäst förändringarna i dess magnetfält. Dessa vindar sträcker sig från planetens yta till över 1, 860 miles (3, 000 kilometer) djup, där planetens inre börjar förändras från gas till högledande flytande metall. De tros klippa magnetfälten, sträcker ut dem och bär dem runt på planeten.
Ingenstans var Jupiters sekulära variation så stor som vid planetens stora blå fläck, ett intensivt magnetfält nära Jupiters ekvator. Kombinationen av den stora blå fläcken, med sina starka lokaliserade magnetfält, och starka zonvindar på denna breddgrad resulterar i de största sekulära variationerna i fältet i den jovianska världen.
"Det är otroligt att en smal magnetisk hot spot, den stora blå fläcken, kan vara ansvarig för nästan hela Jupiters sekulära variation, men siffrorna bekräftar det, " sade Moore. "Med denna nya förståelse av magnetfält, under framtida vetenskapspass kommer vi att börja skapa en planetomfattande karta över Jupiters sekulära variation. Det kan också ha tillämpningar för forskare som studerar jordens magnetfält, som fortfarande innehåller många mysterier som ska lösas."
