Změnu intenzity polární záře Jupiteru způsobují sopky na měsíci Io

Když v roce 1979 prolétala sonda Voyager 1 okolo Jupiteru, objevila v jeho polárních oblastech jev, který dobře známe ze Země – polární záři. S tím rozdílem, že pozorovaný světelný úkaz byl mnohem rozsáhlejší a silnější. A zatímco polární záře na Zemi vzniká interakci magnetického pole Země s elektricky nabitými částicemi vyvrhovanými do okolí Sluncem, v případě Jupiteru může polární záře vznikat i bez účasti Slunce – Jupiter si vystačí sám se svou rodinou měsíců. Tento závěr potvrzuje nová studie, která dokládá, že intenzivní polární záře na Jupiteru má na svědomí sopečně aktivní měsíc Io společně s rotací samotné planety.

Plynný obr Jupiter funguje jako obrovské dynamo produkující obrovské napětí stejnosměrného proudu. To je způsobeno rychlou rotací Jupiteru. Planeta se otočí kolem své osy jednou za 10 hodin, což způsobuje i rychlou rotaci magnetického pole. Rychlou rotací Jupiteru, obrovského magnetu, vzniká napětí o velikosti miliónů voltů, které prostupuje polárními oblastmi a kde způsobuje nikdy nekončící polární záře. Zatímco tedy na Zemi je přítomnost polárních září závislá na aktivitě Slunce, na Jupiteru jsou polární záře neustále přítomným úkazem, který můžeme spatřit kdykoliv, když se na Jupiter dalekohledem pro pozorování vysokoenergetického záření podíváme. Nicméně, kde se neustále berou nové elektricky nabité částice, které může elektrické pole uchopit a vrhnout do atmosféry planety, aby zde excitovaly (a tedy rozzářily) molekuly plynů?

Odpověď poskytují sopky na měsíci Io. Tento měsíc obíhá od Jupiteru pouhých 421 700 km, což má za následek, že na něj Jupiter působí významně svou gravitací. V podstatě dochází k tomu, že celý měsíc je gravitací zmačkáván a opět uvolňován. A to tak silně, že vertikální změna na povrchu může být až 100 metrů. To vede k zahřívání vnitřku měsíce a vzniku významné sopečné činnosti projevující se na povrchu tohoto měsíce (Io je nejvíce sopečně aktivním tělesem sluneční soustavy). Množství sopek pak do okolního prostoru chrlí množství sloučenin, ze kterých se mohou uvolňovat elektricky nabité částice (převážně kladně nabité ionty kyslíku a síry). Jakmile se tyto ionty dostanou nad povrch měsíce, jsou zachyceny elektrickým polem Jupiteru a postupně přitahovány do oblasti pólů, kde se mohou setkat s plyny v atmosféře. Jupiter si tak pro své polární záře vystačí jen se svou rodinou, není potřeba, aby se do jejich vzniku zapojovalo Slunce. Přesto ale zůstávalo nejasné, proč se intenzita polárních září mění v čase, když je na Slunci nezávislá.

Pohled na povrch měsíce Io společně s výronem materiálu uvolněného během sopečné erupce (modrý oblak nahoře). Zdroj: NASA, volné dílo.

A právě na objasnění tohoto tajemství se zaměřila v lednu 2014 za pomoci palubního teleskopu japonská sonda Hisaki. Ta 2 měsíce zaznamenávala intenzitu polární záře Jupiteru a to ve spolupráci s Hubbleovým vesmírným teleskopem (ten zkoumal tento jev každý den jednu hodinu a to po dobu 14 dní). Na základě pozorování vědci objevili, že intenzita polárních září Jupiteru se v čase mění a to nikoliv v závislosti nikoliv na aktivitě Slunce (v době pozorování nárůstu intenzity mělo jen malou aktivitu), ale na sopečné aktivitě Io. Sice se zatím nepovedlo přichytit měsíc Io přímo při činu, tedy pozorovat materiál vyvržený sopečnou erupcí, jenž by byl následně přitažen k Jupiteru, ale vědci doufají, že to je jen otázka času. Oba dva teleskopy totiž v těchto pozorováních pokračují. Vědcům se tak povedlo vysvětlit kolísání intenzity polární záře za pomoci rodiny Jupiterovo měsíců. Vědci tak postupně odhalují, že sopečná činnost na Io neovlivňuje jen radiové vysílání Jupiteru, ale že je zodpovědná i za další jevy.

Napsat komentář