Webbův teleskop pozoroval dynamické infračervené polární záře na Jupiteru

Polární záře na Jupiteru jsou stokrát jasnější než ty, které vidíme na Zemi, tvrdí tým astronomů pod vedením Jonathana Nicholse z University of Leicester. Polární záře vznikají, když vysokoenergetické částice pronikají do atmosféry planety v blízkosti jejích magnetických pólů a srážejí se s atomy plynu. Polární záře na Jupiteru jsou nejen obrovské, ale také stokrát energetičtější než obdobné úkazy na Zemi.

Zde jsou polární záře způsobeny slunečními bouřemi – kdy nabité částice dopadají na horní vrstvy atmosféry, excitují plyny a způsobují jejich rozzáření v červené, zelené a fialové barvě. Jupiter má kromě toho další zdroj polárních září – silné magnetické pole plynného obra zachycuje nabité částice z jeho okolí.

Patří sem nejen nabité částice slunečního větru, ale také částice vyvržené do vesmíru sopečným měsícem Io. Sopky na Io chrlí částice, které se pozoruhodně vymaňují z gravitace měsíce a obíhají kolem Jupitera. K planetě se také dostává příval nabitých částic, které Slunce vyvrhuje během slunečních bouří.

Velké a silné magnetické pole Jupitera zachycuje nabité částice a urychluje je na obrovské rychlosti. Tyto rychlé částice narážejí do atmosféry planety s vysokými energiemi, což excituje plyn a způsobuje jeho záření.

Jedinečné možnosti vesmírného dalekohledu Jamese Webba (JWST) nyní umožňují nový pohled na Jupiterovy polární záře. Citlivost dalekohledu umožňuje astronomům zvýšit četnost expozic, aby mohli zachytit rychle se měnící aurorální prvky.

Nová data byla pořízena Webbovou kamerou NIRCam (Near-InfraRed Camera) o Vánocích 2023.

„A jaký to byl vánoční dárek – prostě mě to ohromilo!“ řekl Jonathan Nichols. „Chtěli jsme se podívat, jak rychle se polární záře mění, očekávali jsme, že bude ponenáhlu slábnout a vyhasínat, třeba v průběhu čtvrt hodiny nebo tak nějak. Místo toho jsme pozorovali, jak celá polární oblast pulzuje světlem, které se někdy mění po sekundách.“

Vesmírný teleskop Jamese Webba zachytil nové detaily polárních září na největší planetě Sluneční soustavy. Tančící světla pozorovaná na Jupiteru jsou stokrát jasnější než záře pozorovaná na Zemi. Tato pozorování Jupiterových polárních září pořízená na vlnové délce 3,36 mikrometru (F335M) byla pořízena Webbovou kamerou NIRCam (Near-Infrared Camera) 25. prosince 2023. Vědci zjistili, že emise kationtu trihydrogenu, známého jako H^3+, je mnohem proměnlivější, než se dosud předpokládalo. H^3+ vzniká dopadem vysokoenergetických elektronů na molekulární vodík. Protože tato emise jasně září v infračervené oblasti, jsou Webbovy přístroje dobře vybaveny k jejímu pozorování.

Astronomové zjistili, že emise iontů trihydrogenu je mnohem proměnlivější, než se dosud předpokládalo. Pozorování pomohou vědcům lépe pochopit, jak se ohřívají a ochlazují horní vrstvy Jupiterovy atmosféry. Autoři v datech odhalili také některá nevysvětlená pozorování.

„Tato pozorování jsou o to výjimečnější, že jsme současně pořídili snímky v ultrafialovém oboru pomocí Hubbleova vesmírného dalekohledu HST,“ řekl Nichols. „Bizarní je, že nejjasnější světlo pozorované Webbem nemělo na snímcích z Hubblova dalekohledu žádný skutečný protějšek. To nás zanechalo v rozpacích. K tomu, aby došlo ke kombinaci jasnosti pozorované Webbem i Hubblem, potřebujeme zdánlivě nemožnou kombinaci velkého množství částic s velmi nízkou energií dopadajících do atmosféry – jako bouřka s mrholením! Stále nechápeme, jak k tomu dochází.“

Studie byla publikována v časopise Nature Communications.

Zdroj: https://www.sci.news/astronomy/webb-dynamic-infrared-aurorae-jupiter-13900.html a https://science.nasa.gov/missions/webb/nasas-webb-reveals-new-details-mysteries-in-jupiters-aurora/

autor: František Martinek