Imágenes superpuestas del polo de Júpiter del satélite Juno de la NASA y el telescopio de rayos X Chandra de la NASA. La izquierda muestra una proyección de la aurora de rayos X del norte de Júpiter (púrpura) superpuesta sobre una imagen visible de Junocam del Polo Norte. La derecha muestra la contraparte del sur. Crédito:NASA Chandra / Juno Wolk / Dunn
Un equipo de investigación codirigido por UCL 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 el de Júpiter es mucho más poderoso, liberando cientos de gigavatios de potencia, suficiente para alimentar brevemente a toda la civilización humana.
En un nuevo estudio, publicado en Avances de la ciencia , Los investigadores combinaron observaciones de cerca del entorno de Júpiter realizadas 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 eran provocadas 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 "navegando" 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 Ciencias Espaciales Mullard de la 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 iones chocaron contra la atmósfera del planeta.
"Ahora sabemos que estos iones son transportados por ondas de plasma, una explicación que no se ha propuesto antes, aunque un proceso similar produce la propia aurora de la Tierra. Podria, por lo tanto, ser un fenómeno universal, presente en muchos entornos diferentes en el espacio ".
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 cargadas que golpean la atmósfera se originan a partir del gas volcánico que se vierte al espacio desde volcanes gigantes en la luna de Júpiter. Io.
Este gas se ioniza (sus átomos quedan libres 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 hemos identificado este proceso fundamental, hay una gran cantidad de posibilidades sobre dónde podría estudiarse a continuación. Es probable que ocurran 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 Ciencia Espacial Mullard de la UCL) 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 la vuelta de la esquina. Con la llegada del satélite Juno a la órbita de Júpiter, los astrónomos tienen ahora una oportunidad fantástica de estudiar de cerca un entorno que produce rayos X ".
Se han explicado las misteriosas auroras de rayos X de Júpiter, poniendo fin a una búsqueda de una respuesta de 40 años. Por primera vez, Los astrónomos han visto la forma en que se comprime el campo magnético de Júpiter, que calienta las partículas y las dirige a lo largo de las líneas del campo magnético hacia la atmósfera de Júpiter, provocando la aurora de rayos X. La conexión se realizó mediante la combinación de datos in situ de la misión Juno de la NASA con observaciones de rayos X del XMM-Newton de la ESA. Crédito:ESA / NASA / Yao / Dunn
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, alrededor de 20, 000 veces más fuerte que 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 región varias veces el tamaño de nuestra luna.
