Jupiters magnetfelt er ændret siden 1970'erne, og fysikere har bevist det.
Det er ikke nøjagtigt en overraskelse. Jordens magnetfelt, det eneste planetfelt, som vi har gode løbende målinger for, ændrer sig hele tiden. Men den nye information er vigtig, fordi disse små ændringer afslører skjulte detaljer om en planetes interne "dynamo", det system, der producerer sit magnetfelt.
I et papir, der blev offentliggjort 20. maj i tidsskriftet Nature Astronomy, kiggede et forskerhold på magnetfeltdata fra fire tidligere missioner til Jupiter (Pioneer 10, der nåede Jupiter i 1973; Pioneer 11, der nåede Jupiter i 1974; Voyager 1, som nåede Jupiter i 1979; og Ulysses, der nåede Jupiter i 1992).
De sammenlignede disse data med et kort over planetens magnetiske felt produceret af rumfartøjet Juno, der udførte den seneste og mest grundige sonde af gigantplaneten. I 2016 kredsede Juno meget tæt på Jupiter, hvor han gik fra pol til pol og indsamlede detaljerede gravitations- og magnetfeltdata. Det gjorde det muligt for forskere at udvikle en grundig model af planetens magnetfelt og nogle detaljerede teorier om, hvordan den er produceret.
Forskerne bag dette papir viste, at data fra disse fire ældre sonder, skønt mere begrænsede (hver af dem bare svingt af planeten en gang), ikke helt passede med 2016-modellen af Jupiters magnetfelt.
"At finde noget så minut som disse ændringer i noget så enormt som Jupiters magnetfelt var en udfordring," sagde Kimee Moore, en Juno-videnskabsmand ved Harvard og hovedforfatter på papiret. "At have en basislinje af nærbilleder over fire årtier længe forsynede os med lige nok data til at bekræfte, at Jupiters magnetfelt faktisk ændrer sig over tid."
En udfordring: Forskerne var kun interesseret i ændringer i Jupiters indre magnetfelt, men planeten har også magnetisme fra sin øvre atmosfære. Opladede partikler fra vulkanudbrud på Io, Jupiters mest flygtige måne, ender i den joviske magnetosfære og ionosfæren (et område med ladede partikler i de ydre rækker af Jupiters atmosfære) og kan også ændre magnetfeltet. Men forskerne udviklede metoder til at trække disse effekter fra deres datasæt, hvilket efterlod dem med data, der næsten udelukkende var baseret på planetens indre dynamo.
Så spørgsmålet var, hvad der forårsagede ændringerne? Hvad sker der i Jupiters dynamo?
Forskerne kiggede på flere forskellige årsager til magnetfeltændringer. Deres data stemte mest overens med forudsigelserne af en model, hvor vinde i planetens indre ændrer magnetfeltet.
"Disse vinde strækker sig fra planetens overflade til over 1.860 miles (3.000 kilometer) dyb, hvor planetens indre begynder at ændre sig fra gas til meget ledende flydende metal," hedder det i erklæringen.
I sandhed kan forskere ikke se det dybt ind i Jupiter, så dybdemålingerne er virkelig bedste skøn, med flere usikkerheder, skrev forskerne i avisen. Stadig har forskere robuste teorier for at forklare, hvordan vinden opfører sig.
”Det antages, at de klipper magnetfelterne, strækker dem og bærer dem rundt på planeten,” siger det i erklæringen.
De fleste af disse vinddrevne ændringer ser ud til at være koncentreret i Jupiters store blå plet, et område med intens magnetisk energi nær Jupiters ækvator. (Dette er ikke det samme som den store røde plet.) De nordlige og sydlige dele af den blå plet skifter østover mod Jupiter, og den centrale tredjedel skifter mod vest, hvilket forårsager ændringer i planetens magnetfelt.
"Det er utroligt, at et smalt magnetisk hotspot, den store blå plet, kunne være ansvarlig for næsten alle Jupiters sekulære variation, men tallene bærer det ud," sagde Moore i erklæringen. "Med denne nye forståelse af magnetiske felter, i løbet af fremtidige videnskabskort, vil vi begynde at skabe et planetkort over Jupiters variation. Det kan også have anvendelser til forskere, der studerer Jordens magnetfelt, som stadig indeholder mange mysterier, der skal løses."
