Die Polarlichter des Jupiter, die vom Webb-Teleskop im Infrarotbereich aufgenommen wurden, zeigen eine beispiellose dynamische Aktivität. Im Gegensatz zu den irdischen Polarlichtern werden die des Jupiter nicht nur von Partikeln aus der Sonne, sondern auch von seinen vulkanischen Monden wie Io gespeist. Diese Entdeckung eröffnet neue Perspektiven auf die Wechselwirkung zwischen dem Magnetfeld des Jupiter und seiner räumlichen Umgebung.
Die kombinierten Beobachtungen von Webb und dem Hubble-Teleskop haben überraschende Unterschiede in den Lichtemissionen offenbart. Einige der hellsten Lichter, die von Webb entdeckt wurden, haben keine Entsprechung in den Hubble-Daten. Diese Diskrepanz wirft neue Fragen über die Mechanismen in der Atmosphäre des Jupiter und die Natur der dort interagierenden Partikel auf.
Das Forschungsteam unter der Leitung von Jonathan Nichols war besonders über die Geschwindigkeit der beobachteten Veränderungen überrascht. Die Polarlichter des Jupiter können innerhalb von Sekunden an Intensität variieren, ein Phänomen, das die aktuellen Modelle zum Verständnis planetarer Polarlichter infrage stellt. Diese Beobachtungen könnten auch Aufschluss über die Erwärmungs- und Abkühlungsprozesse in der oberen Atmosphäre des Jupiter geben.
Die nächsten Schritte dieser Forschung umfassen weitere Beobachtungen mit Webb und Vergleiche mit den Daten der Juno-Sonde. Diese Studien könnten helfen, die Rätsel der jüngsten Entdeckungen zu lösen und die Dynamik der Polarlichter des Jupiter besser zu verstehen. Die Ergebnisse dieser Arbeiten wurden in Nature Communications veröffentlicht und markieren einen bedeutenden Fortschritt in der Erforschung der Gasriesen.
Wie entstehen Polarlichter auf Jupiter?
Polarlichter auf Jupiter entstehen, wie auf der Erde, durch die Wechselwirkung zwischen geladenen Teilchen und dem Magnetfeld des Planeten. Allerdings besitzt Jupiter ein extrem starkes Magnetfeld, das intensivste in unserem Sonnensystem, das nicht nur Teilchen aus dem Sonnenwind, sondern auch von seinen Monden, insbesondere Io, einfängt.
Diese Teilchen, die auf hohe Geschwindigkeiten beschleunigt werden, kollidieren mit Molekülen in der Jupiteratmosphäre und erzeugen Lichtemissionen. Im Gegensatz zur Erde, wo Polarlichter hauptsächlich in der Nähe der Pole sichtbar sind, können die des Jupiter aufgrund der Größe und Stärke des Magnetfelds des Planeten viel größere Gebiete bedecken.
a) Bild des Lichts, das um 09:34:20 UT emittiert wurde, mit einem cyan umrandeten Bereich von Interesse, der etwa 7100 km misst. Der untere Teil des Bildes entspricht dem Längengrad 180° des Referenzsystems. b) Kurve, die die Entwicklung des im cyan Bereich gemessenen Lichts über die Zeit zeigt. c–h) Bilderserie, die die beobachteten Veränderungen in diesem Bereich während des Ereignisses zeigt, mit roten Punkten, die die Schlüsselmomente markieren.
Welche Rolle spielt Io bei den Polarlichtern des Jupiter?
Io, einer der Monde des Jupiter, ist für seine intensive vulkanische Aktivität bekannt. Diese Vulkane schleudern Material ins All und erzeugen einen Plasmaring um Jupiter. Dieses Plasma ist reich an geladenen Teilchen, die vom Magnetfeld des Planeten eingefangen werden.
Einmal eingefangen, werden diese Teilchen entlang der Magnetfeldlinien zu den Polen des Jupiter beschleunigt, wo sie mit der Atmosphäre interagieren und Polarlichter erzeugen. Dieser Prozess fügt den Teilchen aus der Sonne eine zusätzliche Quelle energiereicher Partikel hinzu, was zur Intensität und Komplexität der Polarlichter des Jupiter beiträgt.