木星の奇妙なX線フレアの起源が明らかになった

ガス巨人の強烈なオーロラと南極光の謎が解読された。

惑星天文学者たちは、木星を回るNASAのJuno宇宙船が測定した測定値とESA（欧州宇宙機関）の地球軌道XMM-Newtonの任務データを結合して、木星の特異なX線オーロラの起源の40歳の謎を解きました。 初めて彼らは全体のメカニズムが機能していることを見ました。 X線を担当する電荷を帯びた原子またはイオンは木星の磁場の電磁波をガス巨人の大気に「サーフィン」します。

研究に関する論文は、2021年7月9日ジャーナルに掲載されました。 科学的な発展。

私たちの太陽系の7つの惑星のオーロラが検出されました。 これらの光のショーの一部は、人の目で見ることができます。 他のものは、私たちは、プロの望遠鏡でのみ見ることができる波長の光を生成します。 波長が短いほど生産するために、より多くのエネルギーが必要です。 木星は太陽系で最も強力なオーロラを持っており、t

惑星天文学者たちは、木星のX線オーロラ放出が40年前に発見されて以来で魅了されました。 木星を生成するために必要なエネルギーがどのように生成されるかすぐに明らかにしなかったからです。 彼らは木星の大気に衝突するイオンによって、この驚くべき木星のオーロラと南端の光が触発されることを知っていました。 しかし、これまでの科学者たちは、X線光のショーを担当するイオンが最初にどのように大気に到達することができるかどうか分からんでした。

地球からオーロラは、一般的に緯度65度から80度の間の刺激をめぐるベルトのみ見ることができます。 80度を超えると磁力線が地球を離れて太陽風の磁場に接続されるため、オーロラ発光が消えます。 これ開放自己根太（open field line）と呼ばれ、伝統的な絵画で木星と土星の高緯度極でもかなりのオーロラを放出しないことが予想されます。

しかし、木星のX線オーロラは異なります。 彼らの主なオーロラベルトと脈動の極側に存在し、北極のものが多い南極のものとは異なります。 これは磁力線が一極からの惑星を抜け出して、他の極での惑星と再接続される閉鎖磁場の典型的な特徴です。 磁場があるすべての惑星には、開かれたフィールドと閉じたフィールドコンポーネントがあります。

現象を研究する科学者たちは、コンピュータシミュレーションで目をドルリョトゴ脈動するX線オーロラは木星内部で生成された閉じた磁場と接続されて戻ってくる前に、何百万マイルを宇宙に広がっていくことを発見した。 しかし、モデルが実行可能であることを証明する方法は何ですか？

研究著者らは2017年7月16日から17日までJunoとXMM-Newtonが収集したデータを使用していました。 二日間XMM-Newtonは木星を26時間継続観察し、X線オーロラが27分ごとに脈動することを見ました。

同時にJunoは木星の半径62〜68（約280〜300万マイルまたは440〜480万キロ）の間を旅していました。 これは、チームのシミュレーションが提案した領域が脈動を誘発するために重要だったので、同じ速度で発生する磁気処理についてJunoデータを取得しました。

彼らは木星磁場の変動が脈動するX線オーロラを誘発するということを発見しました。 磁場の外部境界は太陽風の粒子に直接ぶつかって圧縮されます。 これらの圧縮は、惑星大気の何百万マイル木星の大規模な磁場に閉じ込められている熱イオンです。

これは、粒子がフィールド線に沿って指向されている電磁イオンサイクロトロン（EMIC）パラ現象を引き起こします。 フィールドの案内を受けてイオンは数百万マイルの空間を横切ってEMIC波動に乗って、最終的に惑星の大気に衝突し、X線オーロラを誘発します。

「Junoデータから見ることができるのは、この美しい一連のイベントです。 私たちは、圧縮が起こることを見て、EMIC波動が触発されることを見て、イオンを見て、磁力線に沿って移動するイオンパルスを表示します。 – 論文の著者。 「次に、数分後にXMMでX線爆発が見えます。 “

今のプロセスの不足している部分は、最初に確認されたので、次の研究することができる可能性がたくさん表示されます。 例えば、木星の磁場は、イオ衛星の火山から放出される硫黄と酸素イオンに満ちています。 土星の月エンケラドゥスは水を宇宙に噴射して土星の磁場を水グループのイオンに設定します。

この発見の詳細については、科学者たちは、木星のスペクタクルに強力なX線オーロラの40年の謎を解決することを参照してください。

参照：Zhonghua Yao、William R. Dunn、Emma E. Woodfield、George Clark、Barry H. Mauk、Robert W. Ebert、Denis Grodent、Bertrand Bonfond、Dongxiao Pan、I. Jonathan Rae、Binbin Ni、Ruilong Guo、Graziella Branduardi -Raymont、Affelia D. Wibisono、Pedro Rodriguez、Stavros Kotsiaros、Jan-Uwe Ness、Frederic Allegrini、William S. Kurth、G. Randall Gladstone、Ralph Kraft、Ali H Sulaiman、Harry Manners、Ravindra T. DesaiとScott J. Bolton、2021年7月9日、 科学的な発展。
DOI：10.1126 / sciadv.abf0851

ミッションの詳細情報

カリフォルニアパサデナのCaltechのある部門であるJPLはサンアントニオにあるSouthwest Research Instituteのシニア研究員であるScott J. BoltonのJuno任務を管理します。 Junoはアラバマ州ハンツビルにあるNASAのMarshall Space Flight Centerで、ワシントンの科学ミッション部門のために管理されているNASAのNew Frontiersプログラムの一部です。 デンバーのロッキード・マーチンスペース（Lockheed Martin Space）は、船を製作して運営します。