I display aurorali continuano ad incuriosire gli scienziati, se le luci brillanti risplendono sulla Terra o su un altro pianeta. Le luci contengono indizi sulla composizione del campo magnetico di un pianeta e su come funziona quel campo.

Una nuova ricerca su Giove lo dimostra e aumenta l'intrigo.

Peter Delamere, un professore di fisica spaziale presso l'Università dell'Alaska Fairbanks Geophysical Institute, fa parte di un team internazionale di 13 ricercatori che hanno fatto una scoperta chiave relativa all'aurora del pianeta più grande del nostro sistema solare.

Il lavoro del team è stato pubblicato il 9 aprile 2021, nel diario Progressi scientifici . Il documento di ricerca, intitolato "Come l'insolita topologia magnetosferica di Giove struttura la sua aurora, " è stato scritto da Binzheng Zhang del Dipartimento di Scienze della Terra dell'Università di Hong Kong; Delamere è il principale coautore.

La ricerca condotta con un modello magnetoidrodinamico globale di nuova concezione della magnetosfera di Giove fornisce prove a sostegno di un'idea precedentemente controversa e criticata che Delamere e il ricercatore Fran Bagenal dell'Università del Colorado a Boulder hanno avanzato in un articolo del 2010 - che la calotta polare di Giove è infilata in parte con linee di campo magnetico chiuse piuttosto che interamente con linee di campo magnetico aperte, come nel caso della maggior parte degli altri pianeti del nostro sistema solare.

"Noi come comunità tendiamo a polarizzarci—aperti o chiusi—e non riuscivamo a immaginare una soluzione in cui fosse un po' di entrambi, " disse Delamere, che studia Giove dal 2000. "Ma col senno di poi, questo è esattamente ciò che l'aurora ci stava rivelando."

Le linee aperte sono quelle che emanano da un pianeta ma si disperdono nello spazio lontano dal sole invece di riconnettersi con una posizione corrispondente nell'emisfero opposto.

Sulla terra, Per esempio, l'aurora appare su linee di campo chiuse attorno a un'area denominata ovale aurorale. È l'anello ad alta latitudine vicino, ma non a ciascuna estremità dell'asse magnetico terrestre.

Dentro quell'anello sulla Terra, però, e come con alcuni altri pianeti nel nostro sistema solare, è un punto vuoto denominato calotta polare. È un luogo in cui le linee del campo magnetico escono non collegate e dove le aurore appaiono raramente a causa di ciò. Pensalo come un circuito elettrico incompleto nella tua casa:nessun circuito completo, niente luci.

Giove, però, ha una calotta polare in cui abbaglia l'aurora. Che scienziati perplessi.

Il problema, Delamere ha detto, è che i ricercatori erano così centrati sulla Terra nel loro pensiero su Giove a causa di ciò che avevano appreso sui campi magnetici della Terra.

L'arrivo a Giove della sonda spaziale Juno della NASA nel luglio 2016 ha fornito immagini della calotta polare e dell'aurora. Ma quelle immagini, insieme ad alcuni catturati dal telescopio spaziale Hubble, non poteva risolvere il disaccordo tra gli scienziati sulle linee aperte contro le linee chiuse.

Quindi Delamere e il resto del team di ricerca hanno utilizzato la modellazione al computer per chiedere aiuto. La loro ricerca ha rivelato una regione polare in gran parte chiusa con una piccola area a forma di mezzaluna di flusso aperto, rappresentano solo il 9% circa della regione della calotta polare. Il resto era attivo con l'aurora, significa linee di campo magnetico chiuse.

Giove, si scopre, possiede un mix di linee aperte e chiuse nelle sue calotte polari.

"Non c'era nessun modello o nessuna comprensione per spiegare come si potesse avere una mezzaluna di flusso aperto come sta producendo questa simulazione, " ha detto. "Non è mai nemmeno entrato nella mia mente. Non credo che nessuno nella comunità avrebbe potuto immaginare questa soluzione. Eppure questa simulazione lo ha prodotto".

"Per me, questo è un importante cambiamento di paradigma per il modo in cui comprendiamo le magnetosfere".

Cos'altro rivela questo? Più lavoro per i ricercatori.

"Solleva molte domande su come il vento solare interagisce con la magnetosfera di Giove e ne influenza la dinamica, " disse Delamere.

La calotta polare auroralmente attiva di Giove potrebbe, Per esempio, essere dovuto alla rapidità della rotazione del pianeta - una volta ogni 10 ore rispetto a quella della Terra una volta ogni 24 ore - e all'enormità della sua magnetosfera. Entrambi riducono l'impatto del vento solare, il che significa che le linee del campo magnetico della calotta polare hanno meno probabilità di essere lacerate per diventare linee aperte.

E in che misura la luna di Giove Io influenza le linee magnetiche all'interno della calotta polare di Giove? Io è legato elettrodinamicamente a Giove, qualcosa di unico nel nostro sistema solare, e come tale è costantemente privato di ioni pesanti dal suo pianeta genitore.

Come nota la carta, "La giuria è ancora fuori dalla struttura magnetica della magnetosfera di Giove e cosa ci sta dicendo esattamente la sua aurora sulla sua topologia".