Un equipo de investigación codirigido por UCL University College London ha resuelto un misterio de décadas sobre cómo Júpiter produce una espectacular explosión de rayos X cada pocos minutos.
Los rayos X son parte de la aurora de Júpiter: estallidos de luz visible e invisible que ocurren cuando las partículas cargadas interactúan con la atmósfera del planeta. Un fenómeno similar ocurre en la Tierra, creando las auroras boreales, pero la de Júpiter es mucho más poderosa, liberandocientos de gigavatios de energía, suficiente para alimentar brevemente a toda la civilización humana *.
en un nuevo estudio, publicado en avances científicos , los investigadores combinaron observaciones de cerca del entorno de Júpiter por el satélite Juno de la NASA, que actualmente está orbitando el planeta, con mediciones simultáneas de rayos X del observatorio XMM-Newton de la Agencia Espacial Europea que se encuentra en la propia órbita de la Tierra.
El equipo de investigación, dirigido por UCL y la Academia de Ciencias de China, descubrió que las llamaradas de rayos X se desencadenan por vibraciones periódicas de las líneas del campo magnético de Júpiter. Estas vibraciones crean ondas de plasma gas ionizado que envían partículas de iones pesados "surfeando"a lo largo de las líneas del campo magnético hasta que chocan contra la atmósfera del planeta, liberando energía en forma de rayos X.
El coautor principal, el Dr. William Dunn Laboratorio de Ciencia Espacial Mullard de UCL dijo: "Hemos visto a Júpiter produciendo auroras de rayos X durante cuatro décadas, pero no sabíamos cómo sucedió esto. Solo sabíamos que se produjeron cuando los ionesse estrelló contra la atmósfera del planeta.
"Ahora sabemos que estos iones son transportados por ondas de plasma, una explicación que no se había propuesto antes, a pesar de que un proceso similar produce la propia aurora de la Tierra. Por lo tanto, podría ser un fenómeno universal, presente en muchos entornos diferentes enespacio."
Las auroras de rayos X ocurren en los polos norte y sur de Júpiter, a menudo con la regularidad de un reloj; durante esta observación, Júpiter estaba produciendo ráfagas de rayos X cada 27 minutos.
Las partículas de iones cargados que golpean la atmósfera se originan a partir de gas volcánico que se vierte al espacio desde volcanes gigantes en la luna de Júpiter, Io.
Este gas se ioniza sus átomos se liberan de electrones debido a las colisiones en el entorno inmediato de Júpiter, formando una rosquilla de plasma que rodea el planeta.
El coautor principal, el Dr. Zhonghua Yao Academia de Ciencias de China, Beijing dijo: "Ahora que hemos identificado este proceso fundamental, hay una gran cantidad de posibilidades de dónde podría estudiarse a continuación. Es probable que se produzcan procesos similares alrededor de Saturno, Urano, Neptuno y probablemente también exoplanetas, con diferentes tipos de partículas cargadas 'surfeando' las olas ".
La coautora, la profesora Graziella Branduardi-Raymont Laboratorio de Ciencias Espaciales UCL Mullard dijo: "Los rayos X son típicamente producidos por fenómenos extremadamente poderosos y violentos como los agujeros negros y las estrellas de neutrones, por lo que parece extraño que los simples planetas también los produzcan.
"Nunca podremos visitar agujeros negros, ya que están más allá de los viajes espaciales, pero Júpiter está a nuestra puerta. Con la llegada del satélite Juno a la órbita de Júpiter, los astrónomos ahora tienen una oportunidad fantástica de estudiar un entorno que produce rayos Xde cerca."
Para el nuevo estudio, los investigadores analizaron las observaciones de Júpiter y su entorno circundante realizadas continuamente durante un período de 26 horas por los satélites Juno y XMM-Newton.
Encontraron una clara correlación entre las ondas en el plasma detectadas por Juno y las erupciones aurorales de rayos X en el polo norte de Júpiter registradas por X-MM Newton. Luego utilizaron modelos informáticos para confirmar que las ondas conducirían las partículas pesadas hacia la atmósfera de Júpiter..
No está claro por qué las líneas del campo magnético vibran periódicamente, pero la vibración puede resultar de interacciones con el viento solar o de flujos de plasma de alta velocidad dentro de la magnetosfera de Júpiter.
El campo magnético de Júpiter es extremadamente fuerte, unas 20.000 veces más fuerte que el de la Tierra, y por lo tanto su magnetosfera, el área controlada por este campo magnético, es extremadamente grande. Si fuera visible en el cielo nocturno, cubriría una regiónvarias veces el tamaño de nuestra luna.
El trabajo fue apoyado por la Academia China de Ciencias, la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China y el Consejo de Instalaciones Científicas y Tecnológicas STFC del Reino Unido, la Royal Society y el Consejo de Investigación del Medio Ambiente Natural, así como la ESA y la NASA.
* Solo la aurora de rayos X de Júpiter libera alrededor de un gigavatio, equivalente a lo que podría producir una central eléctrica en un período de días.
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Materiales proporcionado por University College London . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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