Számtalan égitest esetében találtunk már sarki fényt – bolygók, holdak, sőt: még barna törpecsillagok légkörét is bevilágítja e jelenség. A sarki fények keletkezésének oka mindenütt azonos: az égitest légkörébe érkező töltéssel rendelkező részecskék és a légkört alkotó részecskék találkozásából születnek. A földi sarki fényről jól tudjuk, hogy egyszerre jelenik meg mind az északi, mind a déli sarkvidéken, és a kutatók úgy vélték, hogy ez másutt is hasonlóan működik.

A Jupiteren megjelenő sarki fény erős röntgensugárzást bocsát ki, ám ez a röntgensugárzás nem egyforma a két póluson. Amíg a déli póluson pontosan 11 perces pulzálást mutat, addig az északi póluson néha kaotikus, néha pedig 12, 26, illetve 40-45 perces pulzálást mutat a sarki fény. A felfedezéshez vezető megfigyeléseket az ESA XMM-Newton nevű röntgencsillagászati műholdja, és a NASA Chandra nevű, szintén röntgen tartományban látó űrteleszkópja készítették.

A felfedezés azért váratlan, mert a kutatók arra számítottak, hogy a sarki fényt a Jupiteren is a mágneses mező változásai határozzák meg, bár abból a szempontból is különleges az óriásbolygó, hogy az esetében az Io nevű holdjának vulkánkitörései során kilökődő töltött részecskék okozzák a sarki fényt, nem a napszél.
Ahhoz, hogy a röntgensugárzás kialakulhasson a sarki fények megjelenésekor, a töltött részecskéknek igen-igen nagy sebességgel kell a Jupiter légkörébe érkezniük, az egyelőre nem világos, hogy milyen folyamat okán lehetséges ez. A Szaturnusznál, ahol szintén van sarki fény, nem észleltek röntgen tartományban semmilyen sugárzást, ezért úgy vélik, csak valami egyedibb, a Jupiterre jellemző dolog okozhatja. Azonban feltételezhető, hogy más (Naprendszeren kívüli) égitestek sarki fényei esetében is lehet eltérés a két sarki régió közt, amennyiben az adott égitestek tengelyforgása gyors.

A kutatók a röntgentávcsövekkel begyűjtött adatok alapján meghatározták a Jupiter sarkvidékeinek röntgensugárzó gócait, ezek egyenként kb. a Föld méretének felével egyező nagyságú területek. Mi okozhatja a két sarkvidék közt az eltérést? Ötlet van rá: elképzelhető, hogy a Jupiter mágneses erővonalai vibrálnak, s az emiatt keletkező rezonáns hullámokon kialakuló Kelvin-Helmholtz instabilitásokban, csomókban utaznak a beérkező ionok a sarkok felé, ez pedig a sarki fények röntgensugárzásában is megmutatkozó pulzálást okozhat. Ahhoz, hogy bármi pontosat mondhassanak az okokról, sok-sok további kutatás is szükséges, ezért mind a két, már használt röntgenteleszkóp, valamint a most is a gázóriás körül keringő JUNO szonda is vizsgálja a sarki fényeket. A későbbiek során, a tervek szerint a Jupitert 2029-ben elérő ESA-szonda, a Juice egyik feladata is a Galilei-holdak és a Jupiter sarki fényei közti kölcsönhatások vizsgálata lesz.

A kutatásról született tanulmány a Nature Astronomy folyóiratban jelent meg október 30-án.

Eredeti angol nyelvű cikk ITT található.

Fordította: Landy-Gyebnár Mónika
(További fordítások a szerzőtől facebookon:  Égen – Földön – Föld alatt)