Lisaks sellele, et Jupiter on meie Päikesesüsteemi suurim ja massiivseim planeet, on see ka üks tema müstilisemaid kehasid. See on kindlasti ilmne, kui rääkida Jupiteri võimsatest auroratest, mis on mõnes mõttes sarnased Maa peal olevatega. Viimastel aastatel on astronoomid püüdnud uurida Jupiteri atmosfääri ja magnetosfääri mustreid, et selgitada, kuidas auroraktiivsus sellel planeedil töötab.
Näiteks ühendas hiljuti Londoni ülikooli kolledži teadlaste juhitud rahvusvaheline meeskond ülikooli andmeid Juno sondi röntgenvaatlustega, et avastada midagi huvitavat Jupiteri põhja- ja lõunaosas asuvate aurorate kohta. Nende uuringu kohaselt, mis avaldati teadusajakirja jooksvas numbris Loodus - On leitud, et Jupiteri intensiivsed Jupiteri röntgenuuringud pulseerivad üksteisest sõltumatult.
Uuringut pealkirjaga “Jupiteri põhja- ja lõunaosa röntgenikiirguse sõltumatud pulsatsioonid” viis läbi William Richard Dunn - füüsik Mullardi kosmoseteaduse laboratooriumis ja UCLi planeediteaduse keskuses. Meeskond koosnes ka Harvard-Smithsoniani astrofüüsika keskuse (CfA), Edela-uuringute instituudi (SwRI), NASA Marshalli kosmoselennukeskuse, reaktiivmootorite laboratooriumi ja mitmete teadusasutuste teadlastest.
Nagu juba märgitud, on Jupiteri aurarad mõnevõrra sarnased Maa omadega, kuna need on ka Päikesest laetud osakeste (aka. „Päikesetuule”) tagajärg, mis interakteeruvad Jupiteri magnetväljaga. Jupiteri ja Maa magnetväljade struktureerimise tõttu suunatakse need osakesed põhja- ja lõunapolaariumi, kus nad atmosfääris ioniseeruvad. Selle tulemuseks on ilus hele ekraan, mida saab kosmosest näha.
Varem on NASA Chandra röntgeniseirekeskuse ja Hubble'i kosmoseteleskoobi abil Jupiteri pooluste ümber täheldatud aurorasid. Selle nähtuse ja selle taga olevate mehhanismide uurimine on olnud ka üks programmi eesmärke Juno mis on praegu ideaalses olukorras Jupiteri pooluste uurimiseks. Iga sondiga tehtava orbiidi korral liigub see ühelt Jupiteri poolusest teisele - manöövrile, mida tuntakse perjove.
Uuringu huvides olid dr Dunn ja tema meeskond sunnitud kasutama ESA XMM-Newtoni ja NASA Chandra röntgenikiirguse vaatluskeskuste andmeid. Selle põhjuseks on asjaolu, et kuigi ta on juba omandanud suurepäraseid pilte ja andmeid Jupiteri atmosfääri kohta, on Juno sondi pardal pole röntgeninstrumenti. Kui nad olid röntgenikiirguse andmeid uurinud, märkasid dr Dunn ja tema meeskond erinevust Jupiteri põhja- ja lõunapoolses auroras.
Kui põhjapooluse röntgenkiirgus oli ebaühtlane, heledus suurenes ja vähenes, siis lõunapoolusel kiirgav kiirgus süttis pidevalt iga 11 minuti järel. Põhimõtteliselt juhtusid aurorad üksteisest sõltumatult, mis erineb sellest, kuidas Maal olevad aurorad käituvad - st peegeldavad üksteist oma tegevuse osas. Nagu dr Dunn hiljutises UCL-i pressiteates selgitas:
„Me ei osanud oodata, et Jupiteri röntgenkiirguse kuumpunktid hakkavad iseseisvalt pulseerima, kuna arvasime, et nende tegevust koordineeritakse planeedi magnetvälja kaudu. Peame seda põhjalikumalt uurima, et välja töötada ideid selle kohta, kuidas Jupiter oma röntgenkiirte auru tekitab ja NASA missioon Juno on selle jaoks tõesti oluline. ”
Röntgenvaatlused viidi läbi vahemikus 2016. aasta mai-juuni kuni 2017. aasta märts. Neid kasutades koostas meeskond Jupiteri röntgenkiirguse kaardid ja tuvastas iga posti juures olevad kuumad kohad. Kuumad kohad hõlmavad pindala, mis on suurem kui Maa pindala. Neid uurides suutsid dr Dunn ja tema kolleegid tuvastada käitumisharjumused, mis näitasid, et nad käitusid üksteisest erinevalt.
Loomulikult jäeti meeskonnal küsimus, mis selle arvele võiks võtta. Üks võimalus, mida nad soovitavad, on see, et Jupiteri magnetvälja read vibreerivad, tekitades laineid, mis kannavad laetud osakesi pooluste suunas. Nende osakeste kiirus ja suund võivad aja jooksul muutuda, põhjustades nende kokkupõrke Jupiteri atmosfääriga ja genereerides röntgenikiirguse impulsse.
Nagu selgitas Lancasteri ülikooli füüsik ja kaasautor dr Licia Ray:
„Jupiteri röntgenkiirguse kuumade punktide käitumine tekitab olulisi küsimusi selle kohta, millised protsessid tekitavad neid aurorasid. Me teame, et tegemist on päikesetuule ioonide ning hapniku ja väävli ioonide kombinatsiooniga, mis on algselt pärit Jupiteri Kuu Io vulkaanilistest plahvatustest. Kuid nende suhteline tähtsus röntgenkiirguse tekitamisel on ebaselge. ”
Ja nagu Graziella Branduardi-Raymont - UCLi kosmose- ja kliimafüüsika osakonna professor ja veel üks uuringu kaasautor - märkisid, võlgneb see uurimus oma olemasolu mitmete missioonide jaoks. See oli aga täiuslikult ajastatud olemus Juno missioon, mis on Jupiteri ümbruses tegutsenud alates 5. juulist 2016, tegi selle uuringu võimalikuks.
"Minu arvates on need vaatlused eriti kütkestavad, eriti ajal, mil Juno mõõdab kohapeal, see, et me näeme mõlemat Jupiteri masti korraga - see on harvaesinev võimalus, mis viimati ilmnes kümme aastat tagasi," ütles. "Kahe pooluse käitumise võrdlemine võimaldab meil õppida palju rohkem planeedi keskkonnas toimuvatest keerukatest magnetilistest vastasmõjudest."
Tulevikku vaadates loodavad dr Dunn ja tema meeskond ühendada XMM-Newtoni ja Chandra röntgeniandmed Juno et saada paremini aru röntgenkiirte aurorate tekkest. Samuti loodab meeskond Jupiteri pooluste aktiivsuse jälgimist järgmise kahe aasta jooksul, kasutades röntgeniandmeid koos Juno. Lõpuks loodavad nad teada saada, kas need aurorad on tavalised või ebaharilik sündmus.
"Kui me saame hakata röntgenkiirguse allkirju ühendama neid tootvate füüsiliste protsessidega, siis saame neid allkirju kasutada selleks, et mõista teisi universumi kehasid, näiteks pruune kääbuseid, eksoplaneete või võib-olla isegi neutronitähti," ütles dr Dunn . "See on väga võimas ja oluline samm röntgenikiirguse mõistmise poole kogu universumis ning see samm, mis meil on ainult siis, kui Juno viib mõõtmisi läbi samaaegselt Chandra ja XMM-Newtoniga."
Eeloleval kümnendil loodetakse, et ESA pakutud sond JUpiter ICy moons Explorer (JUICE) pakub väärtuslikku teavet Jupiteri atmosfääri ja magnetosfääri kohta. Kui see jõuab Jovia süsteemi 2029. aastal, jälgib see ka planeedi aurorasid, peamiselt selleks, et saaks uurida nende mõju Galilea kuudele (Io, Europa, Ganymede ja Callisto).
