Im Juni 2021 flog die NASA-Raumsonde Juno in die Nähe von Ganymed, Jupiters größtem Mond, und beobachtete Hinweise auf eine magnetische Wiederverbindung. Ein Team unter der Leitung des Southwest Research Institute verwendete Juno-Daten, um die Elektronen- und Ionenpartikel und Magnetfelder zu untersuchen, als die magnetischen Feldlinien von Jupiter und Ganymed verschmolzen, brachen und sich neu ausrichteten, wodurch die geladenen Partikel in der Region erhitzt und beschleunigt wurden.
„Ganymed ist der einzige Mond in unserem Sonnensystem mit einem eigenen Magnetfeld“, sagte Juno-Hauptforscher Dr. Scott Bolton vom SwRI. „Das Abbrechen und Wiederverbinden der magnetischen Feldlinien von Ganymed mit denen von Jupiter erzeugt das magnetosphärische Feuerwerk.“
Die magnetische Wiederverbindung ist ein explosiver physikalischer Prozess, der gespeicherte magnetische Energie in kinetische Energie und Wärme umwandelt. Ganymeds Mini-Magnetosphäre interagiert mit Jupiters massiver Magnetosphäre in der Magnetopause, der Grenze zwischen den beiden Regionen.
„Wir interpretierten das Vorhandensein beschleunigter Elektronen, die sich entlang des Magnetfelds in Ganymeds Magnetopause bewegten, als Beweis dafür, dass dort während des Juno-Vorbeiflugs eine magnetische Wiederverbindung stattfand“, sagte Dr. Robert Ebert, Hauptautor von a Geophysikalische Forschungsbriefe Papier, das die Ergebnisse beschreibt. „Diese Beobachtungen stützen weiter die Vorstellung, dass die magnetische Wiederverbindung in der Magnetopause von Ganymed ein Treiber für dynamische Prozesse in der lokalen Weltraumumgebung um diesen Mond des Jupiter sein kann.“
Das vom SwRI entwickelte Jovian Auroral Distributions Experiment (JADE) an Bord von Juno beobachtete verstärkte Elektronenflüsse, einschließlich beschleunigter, auf Magnetfelder ausgerichteter Elektronen. Es wird angenommen, dass die von Juno beobachtete Wiederverbindung mit der Erzeugung von Ganymeds Aurora zusammenhängt.
„Die von JADE beobachteten beschleunigten Elektronen ähneln denen, die von der Magnetospheric Multiscale (MSS)-Raumsonde der NASA während der Wiederverbindung in der Magnetopause der Erde beobachtet wurden“, sagte Dr. Stephen Fuselier, ein Co-Autor der Veröffentlichung. „Das ist eines der aufregenden Ergebnisse des Ganymed-Vorbeiflugs: Trotz der großen Unterschiede zwischen Ganymed und der Erde finden wir Gemeinsamkeiten im universellen Prozess der magnetischen Wiederverbindung.“
Während des Juno-Vorbeiflugs beobachtete der SwRI-geführte Ultraviolett-Spektrograph (UVS) Ganymeds Polarlicht-Emissionen, von denen erwartet wird, dass sie von Elektronen erzeugt werden, die durch magnetische Wiederverbindung beschleunigt werden.
Das SwRI hat zwei weitere UVS-Instrumente gebaut, die an Bord der ESA-Raumsonde JUpiter ICy Moons Explorer (JUICE) und der Europa Clipper der NASA im Jupiter-Orbit betrieben werden sollen. Die JUICE-Mission der Europäischen Weltraumorganisation soll im April 2023 starten und 2031 am Jupiter ankommen. Die Europa Clipper der NASA soll im Oktober 2024 starten und 2030 am Jupiter ankommen.
„Nichts ist einfach – oder klein – wenn man den größten Planeten im Sonnensystem als Nachbarn hat“, sagte Thomas Greathouse, ein Juno-Wissenschaftler vom SwRI. „Dies war die erste Messung dieser komplizierten Wechselwirkung bei Ganymed. Dies gibt uns einen sehr frühen, verlockenden Vorgeschmack auf die Informationen, die wir von der JUICE-Mission der ESA erwarten.“
Mehr Informationen:
RW Ebert et al, Beweise für die magnetische Wiederverbindung bei Ganymedes stromaufwärts liegender Magnetopause während des PJ34 Juno-Vorbeiflugs, Geophysikalische Forschungsbriefe (2022). DOI: 10.1029/2022GL099775