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💫Aurora de Júpiter que pulsa independientemente

El dúo dinámico: las auroras de rayos X que pulsan independientemente de Júpiter

CHANDRA X-RAY CENTER COMUNICADO DE PRENSA
10 de noviembre de 2017 Astronomía ahora

Radiografía: NASA / CXC / UCL / W.Dunn et al, óptica: Polo Sur: NASA / JPL-Caltech / SwRI / MSSS / Gerald Eichstädt / Seán Doran; Polo Norte: NASA / JPL-Caltech / SwRI / MSSS
Las luces intensas del norte y del sur de Júpiter, o auroras, se comportan independientemente una de la otra según un nuevo estudio que utiliza los rayos X Chandra de la NASA y los observatorios XMM-Newton de la ESA.

Usando XMM-Newton y Chandra X-ray observaciones de marzo de 2007 y mayo y junio de 2016, un equipo de investigadores produjo mapas de las emisiones de rayos X de Júpiter (que se muestran en el recuadro) e identificó un punto caliente de rayos X en cada polo. Cada punto caliente puede cubrir un área igual a aproximadamente la mitad de la superficie de la Tierra.

El equipo descubrió que los puntos calientes tenían características muy diferentes. La emisión de rayos X en el polo sur de Júpiter latía constantemente cada 11 minutos, pero los rayos X vistos desde el polo norte eran erráticos, aumentando y disminuyendo su brillo, aparentemente independientes de la emisión del polo sur.

Esto hace a Júpiter particularmente desconcertante. Nunca se han detectado auroras de rayos X de otros gigantes gaseosos de nuestro sistema solar, incluido Saturno. Júpiter también es diferente a la Tierra, donde las auroras en los polos norte y sur de nuestro planeta generalmente se reflejan entre sí porque los campos magnéticos son similares.

Para entender cómo Júpiter produce sus auroras de rayos X, el equipo de investigadores planea combinar datos de rayos X nuevos y futuros de Chandra y XMM-Newton con información de la misión Juno de la NASA, que actualmente se encuentra en órbita alrededor del planeta. Si los científicos pueden conectar la actividad de rayos X con cambios físicos observados simultáneamente con Juno, pueden determinar el proceso que genera las auroras de Júpiter y asociar auroras de rayos X en otros planetas.

Una teoría que las observaciones de rayos X y Juno pueden ayudar a demostrar o refutar es que las auroras de rayos X de Júpiter son causadas por interacciones en el límite entre el campo magnético de Júpiter, que es generado por las corrientes eléctricas en el interior del planeta y el viento solar , un flujo de partículas de alta velocidad que fluye desde el sol. Las interacciones entre el viento solar y el campo magnético de Júpiter pueden hacer que este vibre y produzca ondas magnéticas. Las partículas cargadas pueden surfear estas ondas y ganar energía. Las colisiones de estas partículas con la atmósfera de Júpiter producen los brillantes destellos de rayos X observados por Chandra y XMM-Newton. Dentro de esta teoría, el intervalo de 11 minutos representaría el tiempo para que una onda viaje a lo largo de una de las líneas de campo magnético de Júpiter.

La diferencia en el comportamiento entre los polos norte y sur jovianos puede ser causada por la diferencia en la visibilidad de los dos polos. Debido a que el campo magnético de Júpiter está inclinado, podemos ver mucho más de la aurora del norte que la aurora del sur. Por lo tanto, para el polo norte podemos observar regiones donde el campo magnético se conecta a más de una ubicación, con varios tiempos de viaje diferentes, mientras que para el polo sur solo podemos observar regiones donde el campo magnético se conecta a una ubicación. Esto haría que el comportamiento del polo norte parezca errático en comparación con el polo sur.

Una pregunta más amplia es ¿cómo le da Júpiter a las partículas en su magnetosfera (el reino controlado por el campo magnético de Júpiter) las enormes energías necesarias para hacer rayos X? Algunas de las emisiones de rayos X observadas con Chandra solo pueden producirse si Júpiter acelera los iones de oxígeno a energías tan altas que cuando colisionan violentamente con la atmósfera, los ocho de sus electrones son arrancados. Los científicos esperan determinar qué impacto tienen estas partículas, que se estrellan en los polos del planeta a miles de kilómetros por segundo, en el planeta mismo. ¿Estas partículas de alta energía afectan el clima joviano y la composición química de su atmósfera? ¿Pueden explicar las temperaturas anormalmente altas que se encuentran en ciertos lugares de la atmósfera de Júpiter? Estas son las preguntas que Chandra, XMM-Newton y Juno pueden ayudar a responder en el futuro.

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