Aurora Sinar-X di Kutub Utara dan Selatan Jupiter Berdenyut Independen

Kredit gambar: Sinar-X: NASA/CXC/UCL/W.Dunn dkk, Optik: Kutub Selatan: NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Gerald Eichstädt /Seán Doran, Kutub Utara: NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS

Cahaya intens di belahan utara dan selatan Jupiter, atau aurora, berperilaku independen dan tidak saling terkait, menurut penelitian terbaru menggunakan Observatorium Sinar-X Chandra NASA dan Observatorium XMM-Newton ESA.

Memanfaatkan pengamatan kedua observatorium sinar-X pada bulan Maret 2007, bulan Mei dan Juni 2016, satu tim astronom telah menghasilkan peta emisi sinar-X Jupiter (ditampilkan dalam gambar) dan mengidentifikasi titik panas sinar-X di setiap kutub. Setiap titik panas dapat menutupi area setara dengan sekitar setengah permukaan Bumi.

Karakteristik kedua titik panas ternyata sangat berbeda. Emisi sinar-X di kutub selatan Jupiter secara konsisten berdenyut setiap 11 menit, tetapi sinar-X yang terlihat di kutub utara tidak menentu sebab skala kecerahannya meningkat dan menurun, dan tidak bergantung pada emisi dari kutub selatan.

Fenomena ini dianggap sangat aneh. Aurora sinar-X belum pernah terdeteksi dari planet raksasa gas tata surya lainnya, termasuk Saturnus. Aurora Jupiter juga tidak seperti Bumi, aurora di kutub utara dan selatan planet kita cenderung mirip karena karena dihasilkan oleh satu medan magnet.

Untuk memahami bagaimana Jupiter menghasilkan aurora sinar-X, tim ingin mengkombinasikan data sinar-X terbaru dan yang akan datang, yaitu data dari Chandra dan XMM-Newton dengan informasi dari misi pesawat antariksa Juno NASA yang saat ini mengorbit di atas Jupiter. Jika dapat menghubungkan aktivitas sinar-X dengan perubahan fisik yang diamati secara bersamaan dengan Juno, tim berharap dapat menentukan proses yang menghasilkan aurora Jupiter dan mengasosiasikannya dengan aurora sinar-X di planet-planet lain.

Satu teori menggagas pengamatan panjang gelombang sinar-X oleh Chandra dan XMM-Newton, ditambah pengamatan Juno dapat membantu membuktikan atau menyanggah aurora sinar-X Jupiter yang disebabkan oleh interaksi antara medan magnet Jupiter, arus listrik di interior planet, dan angin surya atau aliran partikel berkecepatan tinggi yang mengalir dari Matahari. Interaksi angin surya dan medan magnet Jupiter dapat menyebabkan medan magnet bergetar dan menghasilkan gelombang magnetik. Partikel bermuatan bisa menyusuri gelombang ini dan memperoleh energi. Interaksi partikel bermuatan dengan atmosfer Jupiter menghasilkan kilasan sinar-X yang diamati oleh Chandra dan XMM Newton. Dalam teori ini, interval 11 menit adalah waktu yang dibutuhkan gelombang untuk merambat di sepanjang salah satu garis-garis medan magnet Jupiter.

Perbedaan perilaku antara kutub utara dan selatan Jupiter mungkin disebabkan oleh perbedaan visibilitas. Karena kemiringan medan magnet Jupiter, kita cenderung mengamati lebih banyak aurora di kutub utara daripada di kutub selatan. Oleh karena itu, untuk aurora kutub utara kita mungkin dapat mengamati area di mana medan magnet terhubung ke lebih dari satu lokasi, dengan waktu tempuh yang dibutuhkan oleh partikel untuk merambat, sedangkan aurora kutub selatan kita hanya dapat mengamati area di mana medan magnet terhubung hanya ke satu lokasi. Fenomena ini diduga bertanggung jawab atas perilaku tidak menentu di kutub utara dibandingkan kutub selatan.

Pertanyaan yang lebih besar adalah bagaimana Jupiter memberikan energi dalam jumlah yang besar kepada partikel angin surya dalam magnetosfernya (area yang dikendalikan oleh medan magnet Jupiter) untuk menghasilkan sinar-X? Beberapa emisi sinar-X yang diamati oleh Chandra hanya dapat diproduksi jika Jupiter mempercepat ion oksigen sehingga menjadi energik seperti itu saat mereka menerjang atmosfer, seluruh (delapan) elektron mereka robek. Tim berharap dapat menentukan apa yang membentur partikel angin surya yang hancur di kutub-kutub Jupiter dengan kecepatan mencapai ribuan kilometer per detik, dan apakah berasal dari Jupiter itu sendiri. Apakah partikel berenergi tinggi memengaruhi cuaca Jupiter dan komposisi kimia atmosfernya? Bisakah mereka menjelaskan suhu sangat tinggi yang ditemukan di area-area tertentu di atmosfer Jupiter? Inilah pertanyaan-pertanyaan yang mungkin dapat dijawab oleh Chandra, XMM-Newton dan Juno di masa depan.

Makalah studi yang merinci hasil penelitian oleh tim yang dipimpin oleh William Dunn dari University College London telah dipublikasikan di jurnal Nature Astronomy edisi 30/10/17.

Ditulis oleh: Staf www.nasa.gov, editor: Lee Mohon

Sumber: The Dynamic Duo: Jupiter's Independently Pulsating X-ray Auroras

Artikel terkait: Aurora Unik Mars

#terimakasihgoogle dan #terimakasihnasa