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木星の鮮やかに輝くオーロラの秘密

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本記事は、Jupiter’s Vividly Shining Auroras Are Created By Alternating Currents
翻訳・再構成したものです。
配信元または著者の許可を得て配信しています。

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読了時間 : 約1分48秒

・研究者は、Junoから取得したデータを使用して、木星の強力なオーロラの原因となっているシステムを測定します。

・研究者は、木星のオーロラは主に直流ではなく交流によって電力が供給されていることを発見しました。

 

木星のオーロラは地球の約1000倍の明るさで輝き、可視波長では放射しません。 それは太陽系で最も明るいオーロラであり、放射電力は1,000億キロワットです。

 

木星と地球の両方にあるオーロラは、惑星の極を中心としており、荷電粒子(電子など)が惑星の磁力線を渦巻いて大気に入り、光の形でエネルギーを放出するときに形成されます。

 

天文学者は何十年もの間これらのオーロラを研究してきました。 近年、国際的な研究者チームが、木星の強力なオーロラの原因となっているシステムの測定に成功しました。

 

彼らは、NASAの宇宙探査機Junoから送信されたデータを分析し、交流がこれらのオーロラの形成に重要な役割を果たしていることを発見しました。 直流は予想よりもはるかに弱く、鮮やかに輝くオーロラに電力を供給するのに十分ではないことがわかりました。

 

 

木星の電流システムは地球の電流システムとは異なります

地球上の強いオーロラは、太陽が私たちの惑星に荷電粒子の流れ(太陽風として知られている)を放出するときに形成されます。 これらの粒子は、地球の磁場によって極に向かって引き寄せられ、そこでガスと相互作用して、空を青、緑、赤に輝かせます。

 

木星では、オーロラは主にイオ(木星の4番目に大きい月)によって放出される粒子によって引き起こされます。 木星の磁場を大量の硫黄と酸素で満たす、いくつかの激しい火山があります。

 

電子は、地球と木星の両方でビルケランド電流としても知られる電流によって惑星の磁力線に沿って加速されます。 主に2つの同心円錐シートで各極に向かって、そして各極から離れて流れます。

 

ジュノー宇宙船は、惑星の磁場環境を正確に測定し、(木星のオーロラを引き起こす)直流システムを分析しました。 データは、総電流(約5000万アンペア)が以前の予想よりもはるかに低い値を示しました。

 

Jupiter Auroras created by alternating currents 木星の北と南のオーロラの再構築 | 提供: Bertrand Bonfond

 

これは、あまり知られていない乱流交流(アルヴェーン電流とも呼ばれます)によるものです。 チームはこれらのデータを他のJunoの観測と組み合わせて、木星のオーロラは主に直流ではなく交流によって電力が供給されていることを発見しました。

 

木星の月面では、毎秒約1トンの二酸化硫黄が生成され、惑星の磁気圏にイオン化されます。 木星は他の惑星よりも速く回転するため(木星での1日は10時間未満しか続きません)、その巨大な遠心力がイオン化されたガスを磁力線に押し込み、電流を生成します。

 

Junoは木星の大気について多くのことを明らかにしていますが、その目的は惑星の構成と物理的プロセスを理解することだけではありません。 白色矮星、太陽系外惑星、パルサーなど、宇宙の他の天体にも磁場があり、木星と同じように粒子を加速します。

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