O campo magnético de Júpiter tem uma estrutura estranha

Esta imagem de cores aprimoradas de Juno mostra os cinturões de nuvens rodopiantes do hemisfério sul de Júpiter. Medições do campo magnético do planeta indicam que o campo magnético neste hemisfério é parte da estrutura dipolar global, como um ímã de barra, mas o campo no hemisfério norte é mais complexo. NASA / JPL-Caltech / SwRI / MSSS /

Júpiter tem o campo magnético mais forte de qualquer um dos planetas do sistema solar. Como o campo que abriga a Terra, é essencialmente dipolar , o que significa que tem um pólo norte e um pólo sul, como o campo criado por uma barra magnética. Um realmente grande bar magnético. 

O campo magnético da Terra é produzido pela agitação do ferro líquido no núcleo externo do planeta. O ferro conduz eletricidade e uma corrente elétrica em mudança cria um campo magnético. Assim como o ferro líquido circula para cima e para baixo, transportando calor do centro do planeta até o manto e depois afundando novamente, cria poderosas correntes elétricas que, por sua vez, produzem o campo global do planeta.

Mas Júpiter não tem um núcleo de ferro. Na verdade, não está claro se ele tem um núcleo - as observações de Juno sugerem que o núcleo pode ser "difuso", uma concentração de rocha e gelo que se dissolveu (ou ainda está se dissolvendo) no hidrogênio circundante. Em vez disso, a fonte do campo global é o manto sobreposto de hidrogênio metálico , onde moléculas de hidrogênio trocam elétrons, criando correntes. A rotação do planeta organiza o campo magnético resultante em um dipolo.

Ou, pelo menos, meio que faz. Reportagem na Nature de 6 de setembro , Kimberly Moore (Harvard) e colegas descobriram uma estranha pluma de campo magnético disparando de uma região no hemisfério norte de Júpiter e entrando novamente no planeta em seu equador. E é três vezes mais forte que o campo dipolar principal.

Detectando o Invisível

Enquanto voa em torno de Júpiter, a espaçonave Juno mede o campo magnético do planeta usando dois instrumentos chamados magnetômetros fluxgate . No centro de cada magnetômetro estão dois anéis, feitos de um material que absorve o campo magnético. Pense nisso como uma esponja magnética. Como uma esponja, o material só pode aguentar muito antes de saturar.

Os cientistas podem "encher" os anéis magneticamente passando corrente através de fios enrolados em torno deles, primeiro em uma direção, depois na outra, explica John Connerney, que lidera as investigações de magnetômetro de Juno e é co-autor do estudo. novo estudo. Mas se houver outro campo magnético no ambiente, os anéis também o absorverão. Isso reduzirá quanto do campo aplicado os anéis podem absorver dos fios em uma direção (alinhado com o campo ambiente), mas aumentará a quantidade absorvida da corrente que flui na outra direção. Quando o magnetômetro cancela esse desequilíbrio usando outra estrutura enrolada ao redor de cada um dos anéis, o instrumento mede a intensidade com que o campo ambiental é baseado em quanto de corrente é necessário para empurrar o campo nos anéis de volta a zero.

Mas o magnetômetro detecta apenas o campo magnético pelo qual a espaçonave está voando. Os pesquisadores precisam extrapolar essas medições, usando cálculos detalhados para mapear o campo nas nuvens do planeta e abaixo.

Combinando dados de oito dos flybys de Juno, os cientistas confirmaram a existência da característica magnética bizarra, sugestões que apareceram em uma análise no ano passado da primeira órbita de Juno. A estrutura parece um rabo de cavalo saindo da testa do planeta e reentrando pelo nariz, em um local que a equipe está chamando de Grande Mancha Azul (por sua cor em um mapa do campo do planeta). Não há nada como este rabo de cavalo no hemisfério sul.

"Este foi um resultado muito inesperado", diz Moore. "Por que o campo é tão simples em um hemisfério e tão complicado no outro?"

Juno voa mais perto do pólo norte de Júpiter do que ao sul, mas os cientistas estão confiantes de que a diferença não está afetando seus dados: a resolução de seu mapa no hemisfério norte é apenas ligeiramente melhor que a do sul, ela explica .

Por que esse rabo de cavalo magnético existe? Os cientistas não sabem. A equipe considera várias idéias em seus trabalhos, sendo o mais provável que haja algum tipo de estratificação no manto de hidrogênio metálico que está mexendo com o padrão de convecção. Camadas poderiam surgir naturalmente com um núcleo dissolvente: a rocha e o gelo misturados com hidrogênio elevariam a densidade, e se essa mistura não fosse uniforme, poderia criar camadas de diferentes densidades que poderiam desestabilizar os padrões de convecção cíclica ou estimular diferentes padrões de convecção. camadas distintas.

Cada cenário pode levar ao seu próprio padrão magnético em altas latitudes. Enquanto Juno continua seus mergulhos, ele reunirá as observações polares necessárias para determinar qual teoria melhor se ajusta aos dados.

Fonte: https://www.skyandtelescope.com