Som jorden, Jupiters magnetfält kanaliserar elektriskt laddade partiklar in i dess atmosfär, vilket resulterar i bildandet av lysande norrsken nära dess poler. Dock, ljusstyrkan och variationen av Jupiters norrskens utsläpp överstiger de som genereras på vår planet. Av särskilt intresse är utsläppsfläckar som kommer från ännu närmare polerna än de viktigaste norrskenet, en egenskap som verkar mycket starkare vid Jupiter än på jorden eller Saturnus.

Utsläpp i polarområdet kan vara flyktigt, varar minuter eller ibland bara sekunder. Det polära norrskensområdet kan ytterligare delas in i tre morfologier:"mörka" områden med minimal emission, "aktiva" områden med kraftiga utsläpp, och, på de högsta breddgraderna, "virvel" områden med turbulent utsläpp.

NASA:s rymdfarkost Juno har upptäckt nedåtgående partikelflöden som kan stå för det huvudsakliga utsläppet. Dock, inget sådant flöde har hittats som kan stå för huvuddelen av de polära utsläppen, speciellt de från virvelområdena. Masters et al. föreslå en mekanism som ännu inte skulle ha observerats av Juno:magnetisk återkoppling som sker inte långt ovanför de jovianska molntopparna.

Författarna utför endimensionell magnetohydrodynamisk modellering för att spåra utvecklingen av individuella magnetfältlinjer i närheten av Jupiters pol. De modellerar regionen med början på toppen av planetens atmosfär och sträcker sig 2 jovianska radier från den punkten. Denna region ligger helt under alla befintliga observationer av rymdskepp.

Vågor som rör sig genom plasman kommer in i modelldomänen från ovan, genereras av interaktioner längre ut i planetens magnetosfär. Utbredningen av dessa vågor har effekten att avböja de idealiserade magnetfältslinjerna från en perfekt vertikal position. Detta är en liten effekt, i storleksordningen 0,01°, men det kan vara tillräckligt att kickstarta magnetiska återkopplingshändelser mellan angränsande fältlinjer.

Under återanslutningen, angränsande fältlinjer bryts och reformeras i en mer energimässigt gynnsam konfiguration. Denna process frigör energi lagrad inom fältet, som förs bort av accelerationen av närliggande laddade partiklar. Författarna föreslår nedåtgående energiska elektroner kan vara källan till virvelområdena i Jupiters polära norrsken.

Till sist, författarna föreslår att denna effekt inte är viktig på jorden eller Saturnus på grund av deras svagare magnetfält. Jupiters fält är mer än en storleksordning starkare, och återanslutningshastigheten ökar med ungefär kvadraten på det värdet. Således, Jupiter har starka polära norrsken, medan Jorden och Saturnus inte gör det.

Den här historien är återpublicerad med tillstånd av Eos, värd av American Geophysical Union. Läs originalberättelsen här.