Jupiters überraschendes südliches Polarlicht (Originalartikel vom 10.11.2017)

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Weekly Science Update – Übersetzt von Harald Horneff

(Originalartikel unter https://www.cfa.harvard.edu/news/su2017423)

Neue Beobachtungen im Röntgenlicht zeigen, daß sich die Polarlichter auf Jupiter an den beiden Polen unterschiedlich verhalten. Astronomen haben unter Verwendung von Daten der beiden Missionen Chandra und XMM die ersten Röntgenaufnahmen des Polarlichts vom Südpol des Jupiters erhalten und entdeckten, daß es sich im Gegensatz zu den Erwartungen anders als sein nördliches Gegenstück verhält. X-ray: NASA / CXC / UCL / W. Dunn et al Optical: South Pole: NASA / JPL-Caltech / SwRI / MSSS / Gerald Eichstädt / Seán Doran North Pole: NASA / JPL-Caltech / SwRI / MSSS

 

Polarlichter sind bei allen Planeten in unserem Sonnensystem zu beobachten, die ein Magnetfeld besitzen, darunter natürlich die Erde, und sind sogar bei Braunen Zwergen (die für ihre starken Magnetfelder in den oberen Schichten bekannt sind) entdeckt worden. Jedoch ist einzig Jupiters nördliches Polarlicht räumlich im Röntgenlicht aufgelöst worden und man kann sehen, wie der helle heiße Fleck pulsiert, wenn geladene Teilchen in der Nähe von Jupiter, durch die Magnetfeldlinien wie durch einen Trichter gelenkt, auf Atome in der Atmosphäre treffen und Schauer an Röntgenstrahlung erzeugen. Überraschenderweise sind dagegen keine ähnlichen Polarlichter an Jupiters Südpol eindeutig identifiziert worden, obwohl sie zu erwarten gewesen sind, da man annimmt, daß Jupiters Magnetfeldlinien Regionen am Nord- und Südpol miteinander verbinden (so wie die irdischen Gebiete miteinander verbunden sind).

Die Astronomen William Dunn und Ralph Kraft vom CfA und ein Kollegenteam vermelden jetzt die eindeutige Identifizierung einer südlichen Röntgenaurora auf Jupiter. Die Forscher nutzten Daten des Chandra-Röntgen-Observatoriums und des Röntgen-Satelliten XMM-Newton aus den Jahren 2007 und 2016, als Jupiters Südpol auf die Erde gerichtet war. Jupiters Polarlichter sind vielschichtig. Die im sichtbaren Licht hervorgerufenen Polarlichter sind hauptsächlich auf die Anregung von Wasserstoffatomen zurückzuführen und lassen sie hellviolett erscheinen, doch der Mond Io speist eine große Menge an vulkanischem Material in Jupiters Umgebung ein und dies führt zu der beobachteten Röntgenstrahlung. Die verschiedenen Quellen an Aktivitäten machen Jupiters Polarlichter zu den hellsten im Sonnensystem.

Die Röntgenstrahlung aus den Polarregionen ist viel veränderlicher und räumlich eingeschränkt sowie weniger gut verstanden. Die neuen Ergebnisse zeigen beispielsweise, daß die regelmäßig wiederkehrende Änderung der Helligkeit in unterschiedlichen Raten im Norden und Süden auftritt; dies steht im Widerspruch zu den heutigen Modellen, nach denen zu erwarten ist, daß die magnetischen Prozesse der beiden Polregionen zusammenhängend ablaufen. Genau genommen scheint der Süden einen dauerhaften heißen Röntgenfleck zu besitzen. Die Schlußfolgerungen sind, daß die ablaufenden physikalischen Prozesse verschieden und vielschichtiger sind als die Effekte durch den Sonnenwind, die die Polarlichter auf der Erde hervorrufen.

Literatur:
“The Independent Pulsations of Jupiter’s Northern and Southern X-ray Auroras”
W. R. Dunn, G. Branduardi-Raymont, L. C. Ray, C. M. Jackman , R. P. Kraft, R. F. Elsner, I. J. Rae, Z. Yao, M. F. Vogt, G. H. Jones, G. R. Gladstone, G. S. Orton, J. A. Sinclair, P. G. Ford, G. A. Graham , R. Caro-Carretero, and A. J. Coates
Nature Astronomy 1, 758–764 (2017)

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