Forskere, der studerer data fra NASAs Cassini-rumfartøj og Hubble-rumteleskopet, har fundet, at Saturns auroraer opfører sig anderledes end forskere har troet i de sidste 25 år.
Forskerne, ledet af John Clarke fra Boston University, fandt planetens auroras, længe tænkt som et kryds mellem Jordens og Jupiter, er grundlæggende i modsætning til dem, der blev observeret på nogen af de to andre planeter. Holdet, der analyserer Cassini-data, inkluderer Dr. Frank Crary, en forsker ved Southwest Research Institute i San Antonio, Texas, og Dr. William Kurth, en forsker ved University of Iowa, Iowa City.
Hubble knækkede ultraviolette billeder af Saturns auroras i flere uger, mens Cassinis instrument for radio- og plasmabølge videnskab registrerede boostet i radioemissioner fra de samme regioner, og Cassini plasmaspektrometer- og magnetometerinstrumenter målte intensiteten af auroraen med solens tryk vind. Disse sæt målinger blev kombineret for at give det mest nøjagtige glimt endnu af Saturns auroraer og solvindens rolle i at generere dem. Resultaterne offentliggøres i tidsskriftet Nature den 17. februar.
Resultaterne viser, at Saturns auroras varierer fra dag til dag, som de gør på Jorden, bevæger sig rundt på nogle dage og forbliver stille på andre. Men sammenlignet med Jorden, hvor dramatisk lysning af aurorerne kun varer cirka 10 minutter, kan Saturn's vare i dage.
Observationer viser også, at Solens magnetfelt og solvind muligvis spiller en meget større rolle i Saturns auroraer end tidligere mistænkt. Hubble-billeder viser, at aurorerne undertiden forbliver stille, mens planeten roterer under, som på Jorden, men viser også, at aurorerne nogle gange bevæger sig sammen med Saturn, når den drejer på sin akse, som på Jupiter. Denne forskel antyder, at Saturns auroras drives uventet af solens magnetfelt og solvinden, ikke af retningen på solvindens magnetfelt.
”Både Jordens og Saturns auroras er drevet af chokbølger i solvinden og inducerede elektriske felter,” sagde Crary. ”En stor overraskelse var, at magnetfeltet, der er indlejret i solvinden, spiller en mindre rolle ved Saturn.”
På Jorden, når solvindens magnetiske felt peger sydpå (modsat retningen af Jordens magnetfelt), annulleres magnetfelterne delvist, og magnetosfæren er "åben". Dette lader solvindtrykket og de elektriske felter komme ind og tillader dem at have en stærk effekt på auroraen. Hvis solvindens magnetfelt ikke er sydpå, er magnetosfæren "lukket", og solvindtryk og elektriske felter kan ikke komme ind. "I nærheden af Saturn så vi et solvindmagnetisk felt, der aldrig var stærkt nord eller syd. Retningen på det solvindmagnetiske felt havde ikke meget indflydelse på auroraen. På trods af dette påvirkede solvindtrykket og det elektriske felt stadig stærkt auroral aktivitet, ”tilføjede Crary. Set fra rummet vises en aurora som en ring af energi, der kredser rundt om en planets polære region. Auroral skærme anspores, når ladede partikler i rummet interagerer med en planetes magnetosfære og strømmer ind i den øvre atmosfære. Kollisioner med atomer og molekyler producerer blink af strålende energi i form af lys. Radiobølger genereres af elektroner, når de falder mod planeten.
Holdet observerede, at selvom Saturns auroras deler karakteristika med de andre planeter, er de grundlæggende i modsætning til dem på hverken Jorden eller Jupiter. Når Saturns auroras bliver lysere og dermed mere kraftfuld, krymper energiringen, der omgiver polen, i diameter. I Saturn, i modsætning til en af de andre to planeter, bliver auroras lysere på dag-natgrænsen til planeten, som også er hvor magnetiske storme øges i intensitet. På bestemte tidspunkter ligner Saturns aurorale ring mere som en spiral, dens ender er ikke forbundet, når den magnetiske storm kredser om polen.
De nye resultater viser nogle ligheder mellem Saturns og Jordens auroras: Radiobølger ser ud til at være bundet til de lyseste aurorale pletter. ”Vi ved, at på Jorden kommer lignende radiobølger fra lyse auroralbuer, og det samme ser ud til at være sandt ved Saturn,” sagde Kurth. ”Denne lighed fortæller os, at fysikken, der genererer disse radiobølger, på de mindste skalaer er ligesom det, der foregår på Jorden, på trods af forskellene i auroras placering og opførsel.”
Nu med Cassini i kredsløb omkring Saturn, vil teamet være i stand til at se et mere direkte kig på, hvordan planetens auroraer genereres. De vil derefter undersøge, hvordan Solens magnetfelt kan brænde Saturns auroraer og lære mere detaljer om, hvilken rolle solvinden kan spille. At forstå Saturns magnetosfære er et af de vigtigste videnskabelige mål for Cassini-missionen.
Besøg http://saturn.jpl.nasa.gov og http://www.nasa.gov/cassini for at få de seneste billeder og oplysninger om Cassini-Huygens-missionen.
Cassini-Huygens-missionen er en samarbejdsmission fra NASA, Den Europæiske Rumfartsagentur og den italienske rumfartsagentur. Jet Propulsion Laboratory, en afdeling fra Californien Institut for Teknologi i Pasadena, administrerer missionen for NASA's Office of Space Science, Washington, D.C.
Original kilde: NASA / JPL News Release
