Wissenschaftler haben neue Einblicke in die einzigartige Energiequelle für viele der Jupiter-Auroren erhalten, die spektakulärsten und aktivsten Auroren im Sonnensystem. Bei der erweiterten Überwachung des Riesenplaneten mit dem Chandra-Röntgenobservatorium der NASA wurde festgestellt, dass hoch geladene Partikel über ihren Polen in die Atmosphäre krachen.
Von Chandra gemessene Röntgenspektren zeigten, dass die Auroraktivität durch Sauerstoffionen und andere Elemente erzeugt wurde, denen die meisten ihrer Elektronen entzogen wurden. Dies impliziert, dass diese Teilchen in einer Multimillionen-Volt-Umgebung über den Polen des Planeten auf hohe Energien beschleunigt wurden. Das Vorhandensein dieser energetischen Ionen weist darauf hin, dass sich die Ursache vieler Auroren des Jupiter von den auf der Erde oder im Saturn produzierten Auroren unterscheidet.
"Raumschiffe haben die Region über den Polen des Jupiter nicht erforscht, daher bieten Röntgenbeobachtungen eine der wenigen Möglichkeiten, diese Umgebung zu untersuchen", sagte Ron Elsner vom NASA Marshall Space Center in Huntsville, Alabama, und leitender Autor kürzlich veröffentlichte ein Papier, das diese Ergebnisse im Journal for Geophysical Research beschreibt. "Diese Ergebnisse werden Wissenschaftlern helfen, den Mechanismus für die Leistungsabgabe von Jupiters Auroren zu verstehen, die tausendmal stärker sind als die auf der Erde."
Zur Erklärung der Röntgenbeobachtungen sind elektrische Spannungen von etwa 10 Millionen Volt und Ströme von 10 Millionen Ampere erforderlich - hundertmal höher als die stärksten Blitzschläge. Diese Spannungen würden auch die Funkemission von energetischen Elektronen erklären, die das Ulysses-Raumschiff in der Nähe von Jupiter beobachtet.
Auf der Erde werden Auroren durch Sonnenstürme energetischer Teilchen ausgelöst, die das Erdmagnetfeld stören. Böen von Teilchen von der Sonne können auch Auroren auf dem Jupiter produzieren, aber im Gegensatz zur Erde hat Jupiter eine andere Möglichkeit, Auroren zu produzieren. Jupiters schnelle Rotation, sein intensives Magnetfeld und die reichlich vorhandene Partikelquelle seines vulkanisch aktiven Mondes Io bilden ein riesiges Reservoir an Elektronen und Ionen. Diese geladenen Teilchen, die im Jupiter-Magnetfeld gefangen sind, werden kontinuierlich über den Polarregionen in die Atmosphäre beschleunigt, wo sie mit Gasen kollidieren, um die Aurora zu erzeugen, die auf Jupiter fast immer aktiv ist.
Wenn die für die Aurora verantwortlichen Partikel von der Sonne stammen würden, hätten sie von einer großen Anzahl von Protonen begleitet werden müssen, die eine intensive ultraviolette Aurora erzeugt hätten. Hubble-Ultraviolett-Beobachtungen, die während des Chandra-Überwachungszeitraums gemacht wurden, zeigten ein relativ schwaches Ultraviolett-Abfackeln. Die kombinierten Chandra- und Hubble-Daten zeigen, dass diese aurorale Aktivität durch die Beschleunigung geladener Sauerstoffionen und anderer Elemente verursacht wurde, die im polaren Magnetfeld hoch über Jupiters Atmosphäre eingeschlossen sind.
Chandra beobachtete Jupiter im Februar 2003 für vier Umdrehungen des Planeten (ungefähr 40 Stunden) während intensiver auroraler Aktivität. Diese Chandra-Beobachtungen, die mit dem Advanced CCD Imaging Spectrometer aufgenommen wurden, wurden von eineinhalb Stunden Hubble-Weltraumteleskop-Beobachtungen bei ultravioletten Wellenlängen begleitet.
Zum Forschungsteam gehörten auch Noe Lugaz, Hunter Waite und Tariq Majeed (Universität von Michigan, Ann Arbor), Thomas Cravens (Universität von Kansas, Lawrence), Randy Gladstone (Southwest Research Institute, San Antonio, Texas) und Peter Ford (Massachusetts) Institut für Technologie, Cambridge), Denis Grodent (Universität Lüttich, Belgien), Anil Bhardwaj (Marshall Space Flight Center) und Robert MacDowell und Michael Desch (Goddard Space Flight Center, Greenbelt, Md.)
Das Marshall Space Flight Center der NASA in Huntsville, Alabama, verwaltet das Chandra-Programm für das NASA Office of Space Science in Washington. Northrop Grumman aus Redondo Beach, Kalifornien, ehemals TRW, Inc., war der Hauptentwicklungsauftragnehmer für das Observatorium. Das Smithsonian Astrophysical Observatory kontrolliert Wissenschaft und Flugbetrieb vom Chandra X-ray Center in Cambridge, Massachusetts.
Weitere Informationen und Bilder finden Sie unter: http://chandra.harvard.edu und http://chandra.nasa.gov
Originalquelle: Chandra-Pressemitteilung
