Plazmakilövellések a Jupiter körül
(Rovat: Távoli világok kutatói - 2024.04.19 07:15.)

A jelenség legfeljebb kozmikus időskálán mondható újnak, de a tanulság az, hogy az archív adatokból is kibányászhatók érdekességek.

Az 1979 júliusában a Jupiter mellett elrepülő Voyager–2 szonda csaknem fél évszázaddal ezelőtti mérési adatait elemezve kiderült, hogy óriási távolsága (átlagosan 778 millió km) ellenére a Nap kimutatható hatással van az óriásbolygó plazmakörnyezetére, ahol plazmanyalábokat hoz létre. Az archív adatokból szerzett új eredményeket a kínai és amerikai kutatók a Nature Communications folyóiratban publikálták.

A Voyager–1 szonda 1979. január 9-én készítette ezt a képet a Jupiterről, Bár a szonda akkor még 54 millió km távolságban volt a bolygótól, a felvételen a Földről soha nem látható részletek is feltűntek. (Kép: NASA / JPL)

A tanulmány szerzői bizonyítékot találtak arra, hogy a Jupiter hatalmas kiterjedésű magnetoszférájának külső részéből plazmanyalábok (jetek) lövellnek ki. A nyalábok akkor jönnek létre, amikor napszél beleütközik a mágneses burokba (magnetosheath), azaz a magnetoszféra külső részébe. Az ütközés hatására a napszelet alkotó részecskék lelassulnak és felmelegszenek, aminek hatására a lökéshullám irányában plazmanyalábok indulnak ki. A napszél egyes részei különböző mechanizmusok folytán a lökéshullámfronton történő áthaladásuk közben is megőrzik eredeti mozgási energiájuk nagy részét. Ezeket a gyorsan mozgó tartományokat nevezik jeteknek. Hasonló plazmanyalábokat a Mars és a Föld esetében már korábban is kimutattak, sőt egyes, meg nem erősített megfigyelések arra utalnak, hogy a Merkúrnál is előfordulhatnak, a Jupiter térségében azonban most először sikerült bizonyítani létezésüket.

Érdekes módon a jeteket a Jupitert vizsgáló többi szonda nem figyelte meg, sem a Galileo, sem pedig a Juno, mert mint kiderült, ezek túl közel keringtek a Jupiterhez, és ezért nem vehették észre a jelenséget. A Jupiter magnetoszférája hatalmas kiterjedésű, ha az éjszakai égbolton valahogy láthatóvá tudnánk tenni, akkor háromszor akkora kiterjedésű lenne, mint a telihold átmérője. Ez azt jelenti, hogy a Jupiter összes holdja, akárcsak a múlt és a jelen űrszondái a magnetoszféra belsejében keringnek. Ezzel szemben az úgynevezett „nagy utazást” végrehajtó (azaz a Jupiter után a Szaturnuszt, az Uránuszt és a Neptunuszt is felkereső) Voyager–2 július 3-án haladt át a lökéshullámfronton, majd július 5-én lépett be a mágneses burokba, miközben a protonok eloszlásában éles csúcsot mért, ami a jetek jelenlétére utal.

A felfedezés azért fontos, mert segít megérteni, milyen kapcsolatban állnak egymással a gázóriás körüli térségben a magnetoszféra különböző rétegei, struktúrái és folyamatai. A Föld esetében a magnetoszféra hasonló jelenségei egészen a földfelszínig hatással vannak bolygónk mágneses rendszerére. Tudományos szempontból a Föld mágneses burka olyan természetes laboratórium, amelyben sokkal alaposabban tanulmányozhatók bizonyos jelenségek, mint a legkorszerűbb földi laboratóriumokban. Megfigyelhetők a legkülönbözőbb típusú hullámjelenségek, turbulens fluktuációk, nemlineáris folyamatok, kisméretű struktúrák kialakulása és olyan tranziens jelenségek, amelyek a napszél és az interplanetáris mágneses tér jellemzőinek változásaira adott válaszként jönnek létre.

A Jupiter és a bolygóval együtt forgó magnetoszférája. (Forrás: NASA / YouTube)

A Jupiter mágneses burkában most talált plazmanyalábok új kísérleti terepet jelentenek, ahol a Naptól sokkal nagyobb távolságban lehet vizsgálni a plazma viselkedését. Bár a Galileo és a Juno szondák mérési adataiban egyelőre nem találták hasonló jelenségek nyomát, tovább keresik azokat. A kutatók szerint a jetek kialakulásának részletei egyelőre tisztázatlanok, ezért is lenne fontos, hogy további mérések feldolgozásával újabb, hasonló jelenségek előfordulására találjanak bizonyítékot, és ezáltal bepillanthassanak a Naprendszer legnagyobb energiájú, mégis tünékeny jelenségeinek világába.