Zbadali wysokoenergetyczne jony wokół Jowisza. Przez długi czas ich źródło pozostawało tajemnicą

Mimo że misja sondy Galileo zakończyła się w 2003 roku, to zebrane w jej czasie dane nadal służą astronomom. W tym przypadku pomogły w określeniu natury i pochodzenia wysokoenergetycznych jonów znajdujących się w pasach radiacyjnych Jowisza.

Naukowcy z niemieckiego Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung opisali w Science Advances proces powstawania wysokoenergetycznych jonów, które najprawdopodobniej pochodzą z erupcji wulkanicznych na księżycu Jowisza, czyli Io. W ich skład wchodzą głównie jony tlenu i siarki. To szczególnie imponujące, gdy mamy na uwadze fakt, iż sonda Galileo rozbiła się o powierzchnię największej planety Układu Słonecznego w 2003 roku.

Czytaj też: Gazowy olbrzym 3-krotnie masywniejszy od Jowisza ukrywał się zaskakująco blisko Ziemi

Pasy radiacyjne występują nie tylko na Jowiszu, ale również w przypadku Ziemi. Są one związane z istnieniem pola magnetycznego, wewnątrz którego poruszają się naładowane cząstki, takie jak elektrony, protony i cięższe jony. Cząsteczki te, rozpędzone niemal do prędkości światła, mogą jonizować inne cząsteczki, tworząc mało przyjazne środowisko. W przypadku Jowisza jest ono szczególnie ekstremalne.

Co ciekawe, obszar, w którym wysokoenergetyczne jony są najszybsze i najpowszechniejsze, znajduje się w obrębie orbity księżyca zwanego Europą. Jest to region o promieniu około 670 000 kilometrów, który otacza Jowisza. Ale Europa to tylko jeden z wielu naturalnych satelitów tego gazowego olbrzyma. Innym jest Io, najbardziej wewnętrzny księżyc galileuszowy.

Pasy radiacyjne wokół Jowisza są nawet bardziej ekstremalne niż w przypadku Ziemi

Kluczem do rozwikłania zagadki okazała się sonda Galileo, wyposażona w instrumenty takie jak Heavy Ion Counter oraz Energetic Particle Detector. W 2003 roku, na krótko przed zakończeniem misji, statek kosmiczny wleciał rekordowo głęboko w wewnętrzny region orbit księżyców znanych jako Amaltea i Tebe. Mając do dyspozycji zebrane wtedy dane, naukowcy mogli teraz określić skład jonów w wewnętrznych pasach radiacyjnych, a także ich prędkości i rozkład przestrzenny. Okazało się, że w obrębie orbity Io znajdują się duże ilości ciężkich jonów tlenu i siarki. Za główne źródło tych cząstek uznaje się Io, a za pomniejsze – Europę.

Czytaj też: Strumienie koronalne blisko jak nigdy. Kolejny sukces sondy Parker Solar Probe

W pobliżu orbity Amaltei skład jonów się jednak zmienia i przeważać zaczynają cząsteczki tlenu. I choć teoria sugerowałaby coś kompletnie odwrotnego, to członkowie zespołu badawczego proponują potencjalne wyjaśnienie tego zjawiska. Dlaczego tlenu, zamiast ubywać, przybywa? Być może jest to związane ze źródłem umiejscowionym w najbardziej wewnętrznym obszarze pasów radiacyjnych. W takim scenariuszu cząsteczki tlenu przeważałyby na skutek kolizji jonów siarki z drobnymi cząsteczkami pyłu pochodzącymi z pierścieni Jowisza.