Odkryto dziwne wysokoenergetyczne promienie rentgenowskie pochodzące z Jowisza

Kategorie: 

Źródło: NASA

Zaobserwowano, że Jowisz emituje promieniowanie rentgenowskie w zakresie fal o wysokiej energii. Pochodzące z zorzy polarnych gigantycznej planety i wykryte przez Kosmiczny Teleskop Kosmiczny NuSTAR X-ray, emisje są najbardziej energetycznym światłem emitowanym z dowolnej planety w Układzie Słonecznym innej niż Ziemia.

Odkrycie może rzucić światło na najpotężniejsze zorze polarne w Układzie Słonecznym i rozwiązać odwieczną zagadkę: dlaczego wspólny statek kosmiczny ESA-NASA Ulysses nie wykrył promieni rentgenowskich Jowisza przez prawie trzy dekady swojej działalności od 1990 do 2009 roku.

 

Zorze Jowisza to absolutnie niesamowite zjawisko. Na obu biegunach planetę otacza permanentna zorza polarna - niewidoczna dla naszych oczu, ale jarząca się jasno w falach ultrafioletowych. Regiony te były również obserwowane przez obserwatoria rentgenowskie Chandra i XMM-Newton emitujące niskoenergetyczne lub „miękkie” promienie rentgenowskie.

 

Naukowcy sądzili, że muszą istnieć wysokoenergetyczne lub „twarde” promienie rentgenowskie, wykraczające poza to, co te instrumenty mogą wykryć. Więc użyli NuSTAR, aby je znaleźć.

Zorze Jowisza są jednocześnie podobne i niepodobne do tych obserwowanych na Ziemi, które są tworzone przez cząstki pochodzące ze Słońca, zderzające się z polem magnetycznym Ziemi. Naładowane cząstki, takie jak protony i elektrony, przemieszczają się wzdłuż linii pola magnetycznego do biegunów, gdzie uderzają w górną warstwę atmosfery Ziemi i zderzają się z cząsteczkami atmosferycznymi. W wyniku jonizacji tych cząsteczek powstają niesamowite tańczące światła.

 

Na Jowiszu podstawowy mechanizm jest podobny, ale jest kilka różnic. Dzieje się tak, ponieważ cząstki nie są słoneczne, ale pochodzą z księżyca Jowisza Io, najbardziej wulkanicznego świata w Układzie Słonecznym. Emituje on stale dwutlenek siarki, który w wyniku złożonego oddziaływania grawitacyjnego z planetą natychmiast odparowuje, jonizuje i tworzy wokół gazowego giganta torus plazmy. Cząstki z tego torusa są wysyłane wzdłuż linii pola magnetycznego do biegunów i tak dalej.

 

Proces ten generuje miękkie promienie rentgenowskie, jak wcześniej odkryto. Odkryto twarde promienie rentgenowskie. Nie było to łatwe do wykrycia, ponieważ wysokoenergetyczne promienie rentgenowskie są w rzeczywistości dość słabe, ale to, jak twierdzą naukowcy, nie wyjaśnia, dlaczego Ulisses nie mógł ich wykryć. Ich zdaniem odpowiedź tkwi w metodzie generowania twardych promieni rentgenowskich.

 

Gdy elektrony przyspieszają wzdłuż linii pola magnetycznego Jowisza, z dużą prędkością wchodzą w atmosferę planety. Kiedy te elektrony znajdują się w pobliżu jąder atomowych i ich pól elektrycznych, są gwałtownie odchylane i spowalniane. Jednak zgodnie z prawem zachowania energii ich energia kinetyczna musi gdzieś iść, więc jest zamieniana na promieniowanie rentgenowskie.

 

Wyniki badań opublikowano w czasopiśmie Nature Astronomy.

Ocena: 

Nie ma jeszcze ocen
Dodaj komentarz