Teadlased avastasid Jupiteri Kuu Callisto kummitusliku Aurora jalajälje

Callisto

Callisto tabamatu jalajälg ilmub sellel pildil, mille Hubble'i kosmoseteleskoop võttis Jupiteri lõunapooluselt. Samuti on nähtavad Ganymede ja Io allkirjad. (Pildikrediit: Bhattacharyya jt, JGR 2018)



Kolm Jupiteri kõige massiivsemat kuud on planeedi atmosfääri tekitanud auraalipurskeid, kuid neljanda tekitatud jalajäljed on jäänud väljakutseks. NASA Hubble'i kosmoseteleskoobi kogutud andmete uus pilk on näidanud esialgseid märke neljanda suurima kuu, Callisto, laetud osakeste kohta. Siiani on täheldatud vaid kahte potentsiaalset jalajälge, kuid need sillutavad teed rohkemate jalajälgede leidmiseks, mis võivad paljastada ülevaate hiiglasliku planeedi magnetväljast.



Kui Jupiteri pöörlev magnetväli pühib mööda planeedi nelja suurt kuud, mida nimetatakse Galilea kuudeks, liigub energia mööda neid planeeti ühendavaid väljajooni. Callisto auraalne allkiri on õnnestunud varjata, sest see tiirleb gaasigigandist nii kaugel, et selle laetud osakesed tabasid planeeti kõrgematel laiuskraadidel, polaarpiirkonna lähedal, kus süttib Jupiteri esmane auraalkuvar.

Uurides 2007. aastal Hubble'i tehtud arhiivipilte, suutis astronoomide meeskond esmakordselt leida Callisto allkirja. Nad otsisid aegu, mil planeedi peamised aurorad olid tuhmimad või nihutatud madalamatele laiuskraadidele, võimaldades Kuu jalajäljel läbi paista. Viie kuu andmetega leidsid nad ühe pildi, kus oli nähtav Callisto auraalne allkiri.



'Õnneks, Callisto ei varjanud Jupiter sel päeval ja me suutsime tehtud pildiseerias märgata jalajäljega sarnast funktsiooni, 'ütles uue uuringu juhtiv autor ja Bostoni ülikooli teadlane Dolon Bhattacharyya. meilile.

Kuna üks pilt annab piiratud andmeid, loodab Bhattacharyya, et tema meeskonna avastus sillutab teed Callisto tulevastele jalajälgedele.

'Nagu kitarrikeeli kitkumine'

Maal toimuvad hämmastavad auroraalsed näidikud, kui planeedi magnetväli suunab laetud osakesi, mis voolavad päikesest poolustesse. Sarnaseid auroore esineb Jupiteril, kuigi erinevalt Maast on atmosfäärinäidikud püsivad, mille tulemuseks on ümmargused omadused laiusega alla 621 miili (1000 kilomeetrit).



Kuid Jupiteril on ka väiksemad aururid, mis on loodud planeedi koosmõjul selle nelja suurima kuuga: Europa, Io, Ganymede ja Callisto. Need väikesed auraalsed plekid tekivad, kui iga kuu magnetväli interakteerub planeedi omaga.

Kuigi Jupiter on palju massiivsem kui Maa, pöörleb ta oma teljel kord iga 10 tunni järel, mitte Maa 24, pöörates sellega koos oma magnetvälja. Kuud liiguvad gaasigigandi ümber kiiremas tempos, Callisto teeb reisi umbes kord 17 päeva jooksul, võrreldes meie enda Kuu 27-päevase reisiga ümber Maa. Kui looduslikud satelliidid tiirlevad ümber planeedi, pühib Jupiteri magnetväli neist ikka ja jälle mööda.

'Need kuud toimivad seejärel kiiresti muutuvas magnetväljas keskkonnas juhtidena ja toimivad nagu aku, millel on positiivne potentsiaal ühel poolusel ja negatiivne teisel pool,' ütles Bhattacharyya. 'See tekitab häireid magnetvälja liinis, mis asub konkreetse kuu vahetus läheduses.'



Lisaks suplevad kuud päikesest voolavates plasmaosakestes, mis tekivad kuu Io kaaslaste vulkaanipursete tagajärjel.

Kõik neli Galilea kuud on gaasigigandiga ühendatud magnetvälja liinidega. Plasma ja planeedi magnetvälja vastastikmõjud panevad kuude välja vibreerima, kui energia liigub läbi nende, kiirendades nende läheduses olevaid elektrone.

'Efekt on nagu kitarrikeeli kitkumine,' ütles Bhattacharyya.

Elektronid järgivad magnetvälja jooni oma emakuult Jupiteri atmosfääri, kus laetud osakesed ladestatakse auroraalsete näidikute kujul. Mida lühem on vahemaa Kuu ja planeedi vahel, seda madalam on laiuskraadid, kuhu laetud osakesed maanduvad. Io, mis on suurte kuude lähim Jupiterile, ladestab osakesed, mis loovad selle auraalse jalajälje madalaimal laiuskraadil, järgmisena Europa ja Ganymede. Callisto, neljast kõige kaugem, jätab oma jälje kõrgeimatele laiuskraadidele.

'Kahjuks on kõrgetel laiuskraadidel Jupiteri peamine auroraline emissioon väga aktiivne ja särav,' ütles Bhattacharyya. 'See raskendab väikese dünaamilise ja ereda peamise auroraalse heite hulgas väikese jalajälje leidmist.'

1964. aastal näitasid raadioheited esimest neist üksikutest kuvaritest - need, mis on loodud vulkaanilise väljanägemisega Io suhtlus gaasihiiglasega. 2002. aastal paljastas Hubble'i kosmoseteleskoop mõlema auraalse allkirja Euroopa ja Ganymede . Jupiteri magnetvälja vastasmõjud Kuust laetud osakestega pakuvad väärtuslikku piirangut Jupiteri magnetvälja mudelite ehitamiseks. Kuna Callisto on kuudest kõige kaugem, võib see anda ülevaate planeedi magnetväljast kaugemal kui tema õed -vennad. Kuid Callisto tekitatud aurorad jäid varjatuks.

2007. aastal kasutas uuringu kaasautor John Clarke, samuti Bostoni ülikoolist, Hubble'i kosmoseteleskoopi, et jälgida Jupiteri auroraalset emissiooni, lootes mõista, kuidas planeedi esmase auraalse aktiivsuse dünaamiline käitumine oli seotud päikese aktiivsusega. 2011. aastal otsustasid teadlased neid pilte uuesti vaadata, lootuses märgata Callisto tabamatut jalajälge.

Hubble märkas ka teist tõenäolist kandidaati. See kaeti päeva jooksul järk -järgult peamise auroraalse emissiooniga.

Hubble märkas ka teist tõenäolist kandidaati. See kaeti päeva jooksul järk -järgult peamise auroraalse emissiooniga.(Pildikrediit: Bhattacharyya jt, JGR 2018)

'Olime optimistlikud, kuna selle vaatluskampaania raames tehti viie kuu jooksul [veebruarist juunini 2007] ulatuslik ja pidev pildiseeria,' ütles Bhattacharyya.

Uurijad tabasid jackpoti 24. mai 2007. aasta kujutisega. Jupiteri esmane auroraline emissioon oli ebatavaliselt hämar, ütles Bhattacharyya ja oli nihkunud madalamatele laiuskraadidele, jättes Callisto laetud osakeste allkirja särama.

Teine pilt leiti alles kaks vaatluspäeva hiljem, 26. mail, kuid peamine emissioon ei olnud nii nõrk kui esimese andmekogumi puhul ja Bhattacharyya ütles, et jalajälg kadus täielikult ühe päeva jooksul. See allkiri liigitati tõenäoliseks kandidaadiks.

Bhattacharyya sõnul on Callisto allkiri heledam kui varasemad teoreetilised ennustused olid ette näinud. Ta omistas erinevuse Galileo kosmoseaparaadi avastusele a oluline ionosfäär Callistol õhuke õhuke kiht, mis oli täidetud laetud osakestega, mida sellised ennustused ei olnud arvesse võtnud.

Jupiteri tugeva ja dünaamilise magnetvälja mõju ulatub suurtesse vahemaadesse. Ükski Jupiterile saadetud kosmoseaparaat pole suutnud selles laetud keskkonnas olulisi mõõtmisi teha, ütles Bhattacharyya. Siit tulevad kuud.

'Loodame, et uurides nende Galilea kuude tekitatud jalajälgede asukohta ja varieeruvust, suudaksime Jupiteri välja jaoks olemasolevaid mudeleid värskendada ja õppida tundma selle struktuure planeedist kaugel,' ütles ta.

Ta hoiatas siiski, et paljud tegurid võivad mõjutada Kuu koostoime heledust. See tähendab, et üks jalajälg ei anna piisavalt andmeid, et teha Jupiteri kohta kindlaid järeldusi.

Uue uuringu tegelik jõud on ülevaade Callisto tulevaste jalajälgede ennustamisest. Bhattacharyya ütles, et varem oleks olnud võimatu ennustada, millal Callisto jalajälg võib olla järgmine. Uued andmed võimaldavad nüüd selliseid ennustusi teha.

NASA kosmoselaev Juno pildistab planeedi polaarorbiiti nii ultraviolett- kui ka infrapunalainepikkustel. Bhattacharyya ütles, et neid pilte saab kasutada jahipidamiseks aegadel, mil peamine auraalne ovaal on hämar või on rännanud madalamatele laiuskraadidele, mis võimaldab tuvastada Callisto auroraalset sära. Koos Maa-põhiste instrumentide piltidega suurendab see võimalust näha rohkem Kuu allkirju.

'Kuna Juno on Jupiteri ümber orbiidil ja läheb sageli üle pooluste, suudab ta jalajälge märgata isegi siis, kui Jupiter varjab [või peidab] Callisto ja pole Maalt nähtav, kahekordistades seeläbi Callisto jalajälg, 'ütles Bhattacharyya.

Uuring avaldati jaanuaris ajakirjas Geofüüsikaliste uuringute ajakiri: Kosmosefüüsika .

Jälgi Nola Taylor Reddit aadressil @NolaTRedd , Facebook või Google+ . Jälgi meid aadressil @Spacedotcom , Facebook või Google+ . Algselt avaldatud guesswhozoo.com .