Naukowcy wykorzystujący dane z należącej do NASA sondy kosmicznej Juno odkryli uderzające podobieństwa między aurorami Ganimedesa, największego księżyca Jowisza, a aurorami na Ziemi. Odkrycie to sugeruje, że podstawowa fizyka leżąca u podstaw zjawisk zorzowych – interakcja pól magnetycznych i naładowanych cząstek – jest powszechnym zjawiskiem we wszystkich układach planetarnych.
Unikalne środowisko magnetyczne Ganimedesa
Ganimedes jest wyjątkowy wśród księżyców pod tym względem, że posiada własne wewnętrzne pole magnetyczne, tworzące miniaturową magnetosferę w znacznie większej magnetosferze Jowisza. To zlokalizowane środowisko magnetyczne oddziałuje z naładowanymi cząsteczkami, powodując, że zorza polarna emituje głównie światło ultrafioletowe. Nowe badanie skupiało się na szczegółowych obserwacjach w ultrafiolecie przeprowadzonych 7 czerwca 2021 r., które ujawniły niewielkie cechy strukturalne zorzy Ganimedesa.
Odkrycie plam zorzowych
Obserwacje zidentyfikowały kilka zorzowych plam słonecznych na wiodącej półkuli Ganimedesa. Plamy te, o wielkości około 50 kilometrów i jasności około 200 Rayleigha, bardzo przypominają „koraliki” obserwowane w zorzach Ziemi i Jowisza przed dużymi zakłóceniami magnetosferycznymi.
„Na Ganimedesie obserwuje się zorze polarne, których przyczyną jest osadzanie się elektronów w jego rzadkiej atmosferze tlenowej” – wyjaśnia badacz Philip Gusbin. „Przed Juno obserwacje naziemne nie miały wystarczającej rozdzielczości, aby uchwycić te małe struktury”.
Implikacje dla fizyki magnetosferycznej
Podobieństwa w cechach zorzy Ziemi, Jowisza i Ganimedesa wskazują, że podstawowe mechanizmy fizyczne rządzące zachowaniem magnetosfery są uniwersalne. Należą do nich wybuchy energii i zmiany układu pól magnetycznych na dużą skalę, które powodują intensywną aktywność zorzy. Badanie podkreśla, że chociaż środowiska planetarne znacznie się od siebie różnią, podstawowe procesy napędzające zorzę polarną pozostają takie same.
Przyszłe badania w ramach misji ESA JUICE
Krótki przelot Juno obok Ganimedesa ogranicza naszą wiedzę na temat tego, jak powszechne są te plamy zorzowe i jak zmieniają się w czasie. Jednak nadchodząca misja ESA JUICE, która dotrze do Jowisza w 2031 roku, zapewni długoterminowe obserwacje za pomocą spektrografu ultrafioletowego podobnego do tego, który wykorzystuje Juno. Umożliwi to naukowcom śledzenie zorzy Ganimedesa i dalsze badanie tych intrygujących podobieństw.
Odkrycia te podkreślają, że fizyka magnetosferyczna działa w przewidywalny sposób w całym Układzie Słonecznym, nawet w bardzo różnych skalach. Nadchodząca misja JUICE obiecuje odkryć jeszcze więcej tajemnic Ganimedesa, pogłębiając naszą wiedzę na temat funkcjonowania magnetosfer we Wszechświecie.
