Misteri aurora Jupiter akhirnya terpecahkan dalam sebuah studi baru

Misteri 40 tahun tentang bagaimana Jupiter menciptakan sinar X-ray yang spektakuler setiap beberapa menit telah dipecahkan dalam sebuah studi baru.

Para ahli dari University College London (UCL) memeriksa data dari pesawat ruang angkasa Juno NASA, yang saat ini mengorbit Jupiter – planet terbesar di tata surya kita.

Mereka menemukan bahwa letusan sinar-X dari kutub utara dan selatan Jupiter dipicu oleh osilasi periodik di garis medan magnet planet, di “magnetosfer”-nya.

Getaran ini menghasilkan gelombang plasma – salah satu dari empat keadaan dasar materi, yang terdiri dari gas ion.

Gelombang plasma kemudian mengirimkan partikel ion berat yang “berselancar” di sepanjang garis medan magnet hingga mencapai atmosfer planet, melepaskan energi dalam bentuk sinar-X dan melakukan pekerjaan yang spektakuler. Aurora.

Fenomena serupa terjadi di Bumi dan menciptakan Cahaya Utara, tetapi Yupiter jauh lebih kuat dan melepaskan ratusan gigawatt energi, cukup untuk secara singkat menggerakkan semua peradaban manusia.

Aurora sinar-X dari Jupiter saja melepaskan sekitar satu gigawatt, yang sesuai dengan output pembangkit listrik selama beberapa hari, klaim penulis penelitian.

Peneliti UCL bekerja dengan para ahli dari Chinese Academy of Sciences dan mempublikasikan hasil mereka di jurnal Kemajuan ilmiah.

“Kami melihat Jupiter menghasilkan aurora sinar-X selama empat dekade, tetapi kami tidak tahu bagaimana itu terjadi,” kata penulis studi Dr. William Dunn dari Laboratorium Sains Luar Angkasa Mullard UCL.

“Kami hanya tahu mereka diproduksi ketika ion menabrak atmosfer planet.

“Sekarang kita tahu bahwa ion-ion ini diangkut oleh gelombang plasma – sebuah penjelasan yang belum pernah dikemukakan sebelumnya, meskipun ada proses serupa yang menciptakan aurora Bumi.

“Oleh karena itu, ini bisa menjadi fenomena universal yang hadir di banyak lingkungan berbeda di luar angkasa.”

Untuk penelitian ini, para peneliti menganalisis pengamatan Jupiter dan sekitarnya yang dilakukan terus menerus selama 26 jam oleh Juno dan satelit XMM Newton Badan Antariksa Eropa, yang berada di orbit Bumi.

Mereka menemukan korelasi yang jelas antara gelombang dalam plasma yang direkam oleh Juno dan suar sinar-X Aurora yang direkam oleh X-MM Newton di kutub utara Jupiter.

Untuk pertama kalinya, para astronom telah melihat cara medan magnet Jupiter dikompresi, menyebabkan partikel-partikel menjadi panas dan diarahkan ke atmosfer Jupiter di sepanjang garis medan magnet, memicu aurora sinar-X.

Kemudian mereka menggunakan model komputer untuk memastikan bahwa gelombang akan mendorong partikel berat menuju atmosfer Jupiter.

Mengapa garis medan magnet bergetar secara berkala – pemicu seluruh proses – tidak jelas.

Satu penjelasan yang mungkin, bagaimanapun, adalah getaran yang dihasilkan dari interaksi dengan angin matahari atau dari arus plasma berkecepatan tinggi di magnetosfer Jupiter.

Menurut tim, auror sinar-X terjadi di kutub utara dan selatan Jupiter, seringkali dengan keteraturan jarum jam.

Selama jendela pengamatan mereka, Jupiter menghasilkan sinar-X setiap 27 menit.

Sekarang tim telah mengidentifikasi seluruh proses dan percaya proses serupa kemungkinan terjadi di sekitar Saturnus, Uranus, Neptunus, dan bahkan mungkin exoplanet – planet di luar tata surya kita.

“Sinar-X biasanya dihasilkan oleh fenomena yang sangat kuat dan ganas seperti lubang hitam dan bintang neutron, jadi tampaknya aneh bahkan planet sederhana pun menghasilkannya,” kata penulis studi UCL, Profesor Graziella Branduardi-Raymont.

“Kita tidak akan pernah bisa mengunjungi lubang hitam karena mereka berada di luar perjalanan ruang angkasa, tetapi Jupiter ada di depan pintu kita.

“Dengan kedatangan satelit Juno di orbit Jupiter, para astronom sekarang memiliki kesempatan fantastis untuk lebih dekat dan pribadi dengan lingkungan yang menghasilkan sinar-X.”

Juno digambarkan di sini dalam kesan seorang seniman saat dia mendekati Jupiter. Juno diluncurkan satu dekade lalu dan telah mengorbit Jupiter selama lima tahun

Juno lepas landas dari Cape Canaveral, Florida hampir satu dekade lalu – pada 5 Agustus 2011 – untuk mensurvei Jupiter dari orbit.

Juno, pesawat ruang angkasa bertenaga surya yang berputar, mencapai Jupiter pada 4 Juli 2016 setelah menyelesaikan perjalanan lima tahun.

Ia memiliki tiga bilah raksasa yang memanjang 20 meter dari tubuhnya yang berbentuk silinder dan bersisi enam.

Juno akan terus mempelajari planet terbesar di tata surya ini hingga September 2025, atau hingga akhir usia wahana tersebut.

Alat NASA interaktif menyediakan pembaruan real-time posisi Juno relatif terhadap Jupiter dan bulan-bulannya.

Bagaimana penyelidikan Juno NASA ke Jupiter mengungkapkan rahasia planet terbesar di tata surya

Penyelidikan Juno mencapai Jupiter pada tahun 2016 setelah perjalanan lima tahun sejauh 1,8 miliar mil dari Bumi

Penyelidikan Juno mencapai Jupiter pada 4 Juli 2016 setelah perjalanan lima tahun dari Bumi sejauh 1,8 miliar mil (2,8 miliar km).

Setelah manuver pengereman yang sukses, ia memasuki orbit kutub yang panjang dan terbang dalam jarak 5.000 km dari puncak awan planet yang berputar.

Probe terbang ke dalam jarak 4.200 km dari awan planet setiap dua minggu – terlalu dekat untuk memberikan cakupan global dalam satu gambar.

Tidak ada pesawat ruang angkasa sebelumnya yang mengorbit sedekat ini dengan Jupiter, meskipun dua lainnya dihancurkan oleh atmosfernya.

Untuk menyelesaikan misinya yang berisiko, Juno selamat dari badai radiasi yang dihasilkan oleh medan magnet kuat Jupiter, yang memicu sirkuit listrik.

Pusaran partikel berenergi tinggi, bergerak hampir dengan kecepatan cahaya, adalah lingkungan radiasi paling keras di tata surya.

Untuk memenuhi kondisi tersebut, pesawat ruang angkasa dilindungi dengan kabel khusus yang diperkeras radiasi dan pelindung sensor.

“Otak” yang sangat penting – komputer penerbangan pesawat ruang angkasa – ditempatkan di lemari besi lapis baja yang terbuat dari titanium dan beratnya hampir 172 kg.

Kapal tersebut diharapkan dapat mempelajari komposisi atmosfer planet pada tahun 2025.