Aurorele sunt create atunci când particule de energie intră în atmosfera unei planete în apropierea polilor magnetici, și se ciocnesc cu atomi. Aurorele lui Jupiter nu sunt doar de dimensiuni uriașe, ci și de sute de ori mai energetice decât aurorele de pe Pământ. Acestea sunt cauzate cel mai des de furtuni solare - atunci când particule încărcate cad în atmosfera superioară, excită atmosfera, și strălucesc în roșu, verde și violet.
Dar Jupiter are o sursă suplimentară de aurore: câmpul magnetic puternic al gigantului gazos captează și particulele încărcate emise local. Aceasta include nu numai particulele încărcate din vântul solar, ci și cele emise în spațiu de o lună, de exemplu prin activitate vulcanică. Vulcanii lui Io ejectează particule care pot scăpa remarcabil de ușor de strânsoarea gravitațională a lunii, și pot orbita în jurul lui Jupiter mult timp.
Val urile de particule încărcate emise de Soare sunt accelerate la viteze enorme și lovesc apoi atmosfera planetei cu energie imensă, excitând gazul și producând spectacole extraodrinare.
Capacitățile unice ale telescopului spațial James Webb au oferit cercetătorilor o nouă perspectivă asupra funcționării aurorelor lui Jupiter. Sensibilitatea telescopului permite astronomilor să mărească viteza obturatorului pentru a surprinde aceste fenomene schimbătoare. Noile date au fost înregistrate de camera în infraroșu apropiat (NIRCam) a lui Webb, în ziua de Crăciun 2023 de către Jonathan Nichols, liderul unei echipe de cercetare de la Universitatea din Leicester.
"Am vrut să ne uităm la cât de repede se schimbă aurora, așteptându-ne să fluctueze, poate la fiecare sfert de oră. În schimb, am observat că întreaga auroră arctică dansa rapid, schimbându-se uneori la fiecare secundă", spune cercetătorul.
Datele experților au arătat că emisia unui ionului de hidrogen, cunoscut sub numele de H3+, este mai variabilă decât se credea anterior. Observațiile ar putea ajuta cercetătorii să înțeleagă mai bine modul în care atmosfera superioară a lui Jupiter se încălzește și se răcește. Dar echipa a descoperit și unele lucruri inexplicabile.
"Ceea ce a făcut ca aceste observații să fie și mai speciale, este faptul că Hubble, are posibilitatea de a înregistra în ultraviolet", adaugă Jonathan. "În mod bizar, cele mai puternice lumini observate de Webb nu aveau corespondent în imaginile Hubble. Acest lucru este o enigmă majoră. Pentru a obține combinația de lumini pe care Webb și Hubble au detectat-o, este nevoie de o combinație de particule aparent imposibil de obținut, cu energie foarte scăzută, care lovește atmosfera similar cu o ploaie torențială. Încă nu înțelegem cum se poate întâmpla acest lucru".
Echipa de cercetare intenționează să studieze în mod specific această discrepanță între datele Hubble și Webb, și să exploreze implicațiile mai largi pentru atmosfera și mediul spațial al lui Jupiter. Cercetarea va fi urmată de observații suplimentare cu Webb, care pot fi combinate cu date de la sonda spațială Juno a NASA, pentru a înțelege mai bine cauza misterioasei emisii.
Aceste observații ar putea ajuta li Jupiter Icy Moons Explorer al Agenției Spațiale Europene, numit scurt Juice, care se îndreaptă în prezent spre Jupiter pentru a face observații detaliate ale giganticei planete gazoase, și ale celor trei mari sateliți ai săi, purtători de oceane. Juice va utiliza șapte instrumente științifice unice, inclusiv două dispozitive de imagistică, dedicate pentru aurorele lui Jupiter. Aceste observații de aproape ne vor ajuta să înțelegem modul în care interacționează câmpul magnetic și atmosfera planetei, precum și modul în care particulele încărcate provenite de la Io și alte luni afectează atmosfera lui Jupiter.