"C'è una lotta costante di potere tra il vento solare e la magnetosfera di Giove. Vogliamo comprendere questa interazione e che effetto ha sul pianeta. Studiando come cambia l'aurora, siamo in grado di saperne di più su come cambia la regione di spazio controllata dal campo magnetico di Giove [la magnetosfera] e come questa è influenzata dal Sole. La comprensione di questo rapporto è importante per innumerevoli oggetti in tutta la Galassia, tra cui i pianeti extrasolari, le nane brune e le stelle di neutroni", ha spiegato nella press release l'autore principale del documento William Dunn, dell'University College London (UCL).
Il Sole espelle continui flussi di particelle nello spazio che viaggiano con il vento solare. Quando avviene un'espulsione di massa coronale (CME), il vento diventa molto più forte e comprime la magnetosfera di Giove spostando il suo confine anche di due milioni di chilometri nello spazio.
Grazie ai dati rilevati da Chandra nel corso di 11 ore di osservazioni nel 2011, gli scienziati hanno potuto ricostruire una simulazione ed individuare l'origine dell'attività a raggi X. Il modello ha mostrato che sono proprio le interazioni al margine della magnetosfera ad innescare il processo ad alta energia nelle emissioni aurorali.
La scoperta arriva giusto in tempo per la sonda della NASA Juno raggiungerà il gigante gassoso il prossimo 4 luglio ed ha, tra i vari compiti, quello di indagare sul rapporto tra Giove, il Sole ed il vento solare. Nel frattempo però gli scienziati sperano di ottenere altre informazioni complementari sulle aurore a raggi X con il satellite dell'ESA XMM-Newton.
Dunn ha aggiunto: "nel 2000 il fatto più sorprendente è stato un brillante hot spost in raggi X nell'aurora, che ruotava con il pianeta e pulsava con esplosioni in raggi X ogni 45 minuti come un faro planetario. Quando è arrivata la tempesta solare nel 2011, abbiamo visto che il questo pulsava più rapidamente, illuminandosi ogni 26 minuti. Non sappiamo cosa provochi l'aumento di velocità ma, dato che accelera durante la tempesta, pensiamo che le pulsazioni siano collegate al vento solare".
The impact of an ICME on the Jovian X-ray aurora [abstract]
We report the first Jupiter X-ray observations planned to coincide with an interplanetary coronal mass ejection (ICME). At the predicted ICME arrival time, we observed a factor of ∼8 enhancement in Jupiter's X-ray aurora. Within 1.5 h of this enhancement, intense bursts of non-Io decametric radio emission occurred. Spatial, spectral, and temporal characteristics also varied between ICME arrival and another X-ray observation two days later. Gladstone et al. (2002) discovered the polar X-ray hot spot and found it pulsed with 45 min quasiperiodicity. During the ICME arrival, the hot spot expanded and exhibited two periods: 26 min periodicity from sulfur ions and 12 min periodicity from a mixture of carbon/sulfur and oxygen ions. After the ICME, the dominant period became 42 min. By comparing Vogt et al. (2011) Jovian mapping models with spectral analysis, we found that during ICME arrival at least two distinct ion populations, from Jupiter's dayside, produced the X-ray aurora. Auroras mapping to magnetospheric field lines between 50 and 70 RJ were dominated by emission from precipitating sulfur ions (S7+,…,14+). Emissions mapping to closed field lines between 70 and 120 RJ and to open field lines were generated by a mixture of precipitating oxygen (O7+,8+) and sulfur/carbon ions, possibly implying some solar wind precipitation. We suggest that the best explanation for the X-ray hot spot is pulsed dayside reconnection perturbing magnetospheric downward currents, as proposed by Bunce et al. (2004). The auroral enhancement has different spectral, spatial, and temporal characteristics to the hot spot. By analyzing these characteristics and coincident radio emissions, we propose that the enhancement is driven directly by the ICME through Jovian magnetosphere compression and/or a large-scale dayside reconnection event.
