Jupiterův měsíc Ganymede má silné sborové vlny

Ganymede, jak je vidět z kosmické lodi Galileo. Vědci nyní zjistili, že největší měsíc Jupiteru má sborové vlny jako Země, ale mnohem silnější. Obrázek přes NASA.

Sborové vlny jsou elektromagnetické vlny, které lze převést na zvuk. Když je to hotovo, a my „slyšíme“ sborové vlny kolem Země, zní jako zpěv nebo cvrlikání ptáků. Vlny sborů mohou také vytvářet krásné polární záře na pólech planety. Kromě Země je najdou kolem Jupiterových měsíců Europa a Ganymede a také Saturn. 7. srpna 2018 - jak bylo uvedeno v novém recenzovaném příspěvku v časopisu Nature Communications - astronomové překvapili zjištění, že vlny sborů kolem Ganymede, největšího měsíce Jupiteru, jsou milionkrát intenzivnější než kolem samotného Jupiteru.

Jak Yuri Shprits z GFZ / University of Potsdam, hlavní autor nové studie vysvětlil v ScienceDaily :

Je to opravdu překvapivé a záhadné pozorování, které ukazuje, že Měsíc s magnetickým polem může vytvořit tak obrovské zesílení síly vln.

Ilustrace sborových vln a dalších typů plazmatických vln uvnitř magnetosféry Země. Obrázek přes Goddard Space Flight Center / Mary Pat Hrybyk-Keith.

Z nového příspěvku:

Pochopení vlnového prostředí je rozhodující pro pochopení toho, jak jsou částice zrychlovány a ztraceny ve vesmíru. Tato studie ukazuje, že v blízkosti Europa a Ganymede, které respektive indukovaly a interní magnetická pole, je výkon sborové vlny výrazně zvýšen. Pozorovaná vylepšení jsou perzistentní a překračují střední hodnoty vlnové aktivity až o šest řádů pro Ganymede. Vyprodukované vlny mohou mít výrazný vliv na zrychlení a ztrátu částic v jovské magnetosféře a dalších astrofyzikálních objektech. Generované vlny jsou schopny významně modifikovat prostředí energetických částic, urychlit částice na velmi vysoké energie nebo produkovat vyčerpání v hustotě fázového prostoru. Pozorování Jupiterovy magnetosféry poskytuje jedinečnou příležitost sledovat, jak objekty s vnitřním magnetickým polem mohou interagovat s částicemi uvězněnými v magnetických polích objektů ve větším měřítku.

Zatímco sborové vlny, také známé jako sborové vlny s whistlerovým režimem, jsou podobné těm na Zemi, jsou mnohem silnější - jeden milionkrát nebo šest řádů, intenzivnější než průměrná úroveň kolem Jupiteru. “ Podle profesora Richarda Horneho z britského antarktického průzkumu, spoluautor studie:

Vlny sborů byly detekovány ve vesmíru kolem Země, ale nejsou nikde tak silné jako vlny v Jupiteru.

Magnetosféra Ganymede, která také obsahuje sborové vlny mnohem intenzivnější než vlny kolem Země. Obrázek přes NASA / ESA / A. Feild (STScI).

Studie také zjistila, že chorusové vlny jsou v blízkosti Evropy asi 100krát intenzivnější - to je mnohem méně než Ganymede, ale stále významné. Tyto nové výsledky vycházejí z údajů ze staré mise Galileo v Jupiteru (1995–2003).

Sborové vlny, typ plazmatické vlny, se vyskytují při velmi nízkých frekvencích; mohou na Zemi způsobit polární záře (severní světla) a mohou zničit satelity vyzařováním vysoce energetických „zabijáckých“ elektronů. Ale proč jsou ti poblíž Ganymede mnohem silnější? Vědci si myslí, že to má co do činění s tím, že Ganymede a Europa obíhají uvnitř silného magnetického pole Jupiteru, což by mohlo vlny zesílit. Jupiterovo magnetické pole je 20 000krát intenzivnější než Země. Podle Horne:

Vlny sborů byly detekovány ve vesmíru kolem Země, ale nejsou nikde tak silné jako vlny v Jupiteru. I když malá část těchto vln unikne z bezprostředního okolí Ganymede, budou schopny urychlit částice na velmi vysoké energie a nakonec produkovat velmi rychlé elektrony uvnitř Jupiterova magnetického pole.

Ganymede má také své vlastní magnetické pole a silné plazmové vlny byly poprvé pozorovány poblíž Ganymede Donem Gurnettem a jeho týmem na University of Iowa.

Polární záře, produkovaná sborovými vlnami, nad Kanadou, jak je vidět z Mezinárodní vesmírné stanice. Obrázek přes NASA.

Nové poznatky o Ganymedových sborových vlnách se mohou vztahovat také na planety a měsíce mimo naši sluneční soustavu a mohou pomoci astronomům detekovat magnetická pole kolem exoplanet. Z příspěvku:

Statistická pozorování vln prezentovaných v této studii ukázala, že procesy generování vln pozorované pro Jovianovy měsíce vložené do magnetosféry Jupiteru jsou univerzální a měly by se vyskytovat pro další astrofyzikální objekty, např. Jsou to hvězdná magnetická pole zabudovaná do meziplanetárního média, magnetosféry exoplanet a magnetosfér měsíce exoplanet. Zvýšení výkonu chorusových vln v magnetosférách exoplanet může poskytnout volnou energii pro zrychlení elektronů na ultra-relativistické energie. Intenzivní synchrotronové záření z takových elektronů může pomoci při detekci magnetosfér takových objektů.

Sečteno a podtrženo: Vlny sborů, které jsou na Zemi již dobře známé, byly nalezeny na Jupiterově největším měsíci Ganymede a jsou mnohem intenzivnější, než jakýkoli jiný, který zde byl dříve viděn. Mohou také pomoci astronomům najít magnetosféry a magnetická pole na vzdálených exoplanetách.

Zdroj: V blízkosti Jupiterových měsíců byly pozorovány silné vlny píšťalky

Prostřednictvím Nature Communications