Jupiter folosește un sistem surprinzător de complex pentru a respinge particulele solare
O echipă de cercetători condusă de University of Iowa a publicat un nou studiu care oferă cele mai detaliate observații de până acum ale șocului de arc (bow shock) de la Jupiter, cea mai mare planetă gazoasă din sistemul nostru solar. Descoperirile, obținute pe baza datelor misiunii Juno a NASA, relevă diferențe semnificative între modul în care Jupiter și Pământul își gestionează interacțiunea cu vântul solar. Rezultatele au fost publicate în revista Nature Communications.
Șocul de arc este o graniță invizibilă între Soare și câmpul magnetic al unei planete, reprezentând prima linie de apărare împotriva fluxului supersonic de particule energetice cunoscut sub numele de vânt solar. Pe Pământ, acest șoc de arc marchează punctul în care vântul solar este încetinit, încălzit și deviat în jurul planetei. Fără acest mecanism, Pământul ar fi bombardat de particule dăunătoare care ar putea ajunge în atmosferă, reducând siguranța vieții.
Cercetătorii au descoperit că Jupiter utilizează multiple frecvențe ale undelor de plasmă, numite „armonice”, pentru a contracara forța vântului solar. Acest lucru este comparabil cu generarea unei note muzicale mai bogate prin cântarea mai multor acorduri simultan: cu cât undele de plasmă folosesc mai multe frecvențe, cu atât absorb mai eficient impactul vântului solar la șocul de arc. Pe Pământ, undele de plasmă de la șocul de arc folosesc în principal o singură frecvență, suficientă pentru a gestiona vântul solar.
„Jupiter și-a găsit propriul mod de a gestiona vântul solar, prin unde de plasmă mai puternice și cu structuri armonice mai bogate”, a declarat Jayasri Joseph, cercetător postdoctoral în Departamentul de Fizică și Astronomie al University of Iowa și autorul corespunzător al studiului. „Acest lucru este important pentru că, dacă ai multiple frecvențe, poți încălzi mai multe particule din vântul solar și le poți încetini.”
Oamenii de știință au identificat o altă diferență între cele două planete: Jupiter utilizează o serie de regiuni numite „shocklets” pentru a interacționa cu vântul solar și a-l încetini înainte ca acesta să atingă șocul de arc principal al planetei. Pământul, în schimb, folosește șocul de arc ca singura barieră principală.
„Pământul nu are nevoie să facă aceste eforturi suplimentare pentru a gestiona vântul solar, deoarece impactul nu este la fel de puternic”, a explicat Bill Kurth, cercetător științific în Departamentul de Fizică și Astronomie al University of Iowa și coautor al studiului, implicat în misiunea Juno încă de la lansarea sa în 2011.
Cercetătorii susțin că fizica șocului de arc de la Jupiter ar putea ajuta la explicarea modului în care stelele sau alte corpuri îndepărtate gestionează volumul enorm de energie eliberat de resturile de supernovă, stadiile finale cataclismice ale stelelor pe moarte.
„Deoarece șocuri chiar mai puternice apar în jurul obiectelor astrofizice precum resturile de supernovă, șocul de arc al lui Jupiter oferă un laborator natural apropiat pentru explorarea și înțelegerea modului în care natura convertește cantități enorme de energie de curgere în căldură și particule energetice”, a adăugat Joseph.
Rezultatele provin din datele colectate în decembrie 2024 de nava spațială Juno, care orbitează Jupiter din iulie 2016. Fizicienii de la University of Iowa au proiectat și construit instrumentul Juno Waves, esențial pentru colectarea datelor care au dus la aceste descoperiri. Până la Juno, nicio navă spațială nu a reușit să măsoare adecvat complexitatea undelor de plasmă la șocul de arc al unei planete exterioare. Misiunile anterioare detectaseră doar prezența șocului.
