El misterio de la aurora boreal revelado en rayos X en Júpiter

Se necesitaron cuarenta años para desentrañar el misterio que resulta en un asombroso estallido de rayos X cada 27 minutos aproximadamente en los polos norte y sur de Júpiter.

La luz visible e invisible se produce cuando las partículas cargadas interactúan con la atmósfera del planeta. Este fenómeno, similar al que ocurre en la Tierra para las auroras boreales, se caracteriza por la fuerza e intensidad de la explosión que libera cientos de gigavatios de energía en Júpiter.

Publicado en Science Advances, el estudio se basa en observaciones de cerca del entorno de Júpiter realizadas por el satélite Juno de la NASA, que actualmente orbita el planeta, junto con mediciones simultáneas de rayos X del Observatorio XMM-Newton de la agencia. El espacio europeo, ubicado en la Tierra, está en órbita.

El equipo de investigación, dirigido por la Universidad Mundial de Londres y la Academia de Ciencias de China, descubrió que las erupciones de rayos X son causadas por vibraciones periódicas de las líneas del campo magnético de Júpiter. Las vibraciones producen ondas de plasma – gas ionizado – cargadas con partículas iónicas pesadas que “cortan” a lo largo de las líneas del campo magnético hasta que chocan con la atmósfera del planeta.

Una explicación que se busca desde hace casi cuatro décadas y que hoy nos permite arrojar luz sobre un fenómeno que también se da en la Tierra. Comenta: “Podría, por tanto, ser un fenómeno global, presente en muchos entornos diferentes en el espacio”. William Dunn, coautor del Laboratorio de Ciencias Espaciales Mullard de la Universidad de California.

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Las partículas de iones cargadas que golpean la atmósfera provienen, en el caso de Júpiter, del gas volcánico que fluye hacia el espacio desde los volcanes gigantes de la luna Io del planeta rojo.

Los átomos de gas privados de electrones debido a las colisiones en el entorno alrededor de Júpiter forman una rosquilla de plasma que rodea al planeta.

El equipo pasó 26 horas de observación continua y Chunghwa Yao, de la Academia China de Ciencias, dice que es probable que se produzcan procesos similares alrededor de Saturno, Urano, Neptuno y posiblemente también en los planetas exteriores, con diferentes tipos de partículas cargadas “surfeando las olas”.

La interrelación entre las ondas en el plasma descubiertas por Juno y las erupciones de rayos X aurorales del polo norte de Júpiter registradas por X-MM Newton permitió un modelo que confirmaba la presencia de ondas cargadas de partículas pesadas que se movían en la dirección de la atmósfera de Júpiter.

También se producen violentas y poderosas explosiones de rayos X dentro de los agujeros negros y las estrellas de neutrones, pero el estudio mostró que pueden afectar a planetas de densidades similares.

Las razones de las vibraciones periódicas de las líneas del campo magnético de Júpiter aún no están claras. Pueden resultar de interacciones con el viento solar o de flujos de plasma de alta velocidad dentro de la magnetosfera, que en Júpiter es tan grande como un área más grande que nuestra luna.

corriendo La misión de Juno La NASA se ha extendido por cuatro años y nueve meses más allá de la esperanza de vida. Dos instrumentos italianos están a bordo: el instrumento JIRAM, fabricado en Italia por Leonardo y dirigido por el Instituto Nacional de Astrofísica (INAF) y el instrumento científico de radio KaT (Traductor de banda Ka), creado por Thales Alenia Space dirigido por Sapienza de Roma. . Proyectos ejecutados en coordinación con la Agencia Espacial Italiana. Por ahí XMM: la misión de Newton Es una misión con una importante participación italiana.

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Arriba: Imágenes superpuestas del polo de Júpiter del satélite Juno de la NASA y el telescopio de rayos X Chandra de la NASA. A la izquierda se muestra una proyección de rayos X de la aurora boreal de Júpiter (púrpura) superpuesta a la imagen visible de JunoCam del Polo Norte. La derecha muestra la contraparte del sur. Fuente: NASA Chandra / Juno Walk / Dun

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