Polarlichter erhellen den Himmel über den vier größten Jupitermonden

Eines der großen Naturwunder der Erde ist das Nordlicht oder Aurora Borealis; zarte Farbwellen, die am Himmel über Polarregionen erscheinen, wenn energiereiche Teilchen von der Sonne mit dem Magnetfeld der Erde interagieren. Aber die Erde ist nicht der einzige Planet, der Polarlichter erlebt, da die starken Magnetfelder von Planeten wie Jupiter und Saturn dazu führen, dass auch dort Polarlichter beobachtet werden.

Polarlichter sind jedoch nicht nur auf Jupiter beschränkt, sondern auch auf vier seiner Monde vorhanden: Io, Europa, Ganymed und Callisto. Astronomen haben kürzlich das High-Resolution Echelle Spectrometer (HIRES) Instrument am WM Keck Observatory in Hawaii verwendet, um die Monde zu beobachten, während sie sich im Schatten des Jupiter befanden, wodurch sie die schwachen Polarlichter sehen konnten.

„Diese Beobachtungen sind knifflig, weil die Monde im Schatten des Jupiters fast unsichtbar sind“, sagte eine der leitenden Forscherinnen, Katherine de Kleer vom Caltech, in einerErklärung . „Das Licht ihrer schwachen Polarlichter ist die einzige Bestätigung dafür, dass wir das Teleskop überhaupt auf die richtige Stelle gerichtet haben.“

Verschiedene Farben von Polarlichtern werden von verschiedenen Elementen erzeugt, und die Forscher konnten einige grüne Polarlichter sehen, die durch Sauerstoff erzeugt wurden, ähnlich denen, die wir auf der Erde sehen. Aber bei niedrigen Konzentrationen erzeugt Sauerstoff ein rotes Polarlicht, und da diese Monde extrem dünne Atmosphären haben, zeigen sie Polarlichter, die 15-mal roter als grün sind.

Und auf Io, wo Schwaden aus Natriumchlorid und Kaliumchlorid aus seinen Vulkanen kommen, können seine Polarlichter eine gelb-orange Farbe haben.

„Die Helligkeit der verschiedenen Farben der Polarlichter sagt uns, woraus die Atmosphären dieser Monde wahrscheinlich bestehen“, sagte de Kleer. „Wir stellen fest, dass molekularer Sauerstoff, genau wie das, was wir hier auf der Erde atmen, wahrscheinlich der Hauptbestandteil der eisigen Mondatmosphäre ist.“

Da Polarlichter entstehen, wenn Partikel von der Sonne mit einer Magnetosphäre interagieren, könnte man erwarten, dass ein Mond ein eigenes Magnetfeld benötigt, um diese Phänomene zu erleben. Aber drei der fraglichen Monde – außer Ganymed – haben keine eigenen Magnetfelder. Das Magnetfeld des Jupiter ist jedoch so stark, dass seine Wirkung bis zu seinen Monden reicht.

Das Magnetfeld von Jupiter wird auch betitelt, also variiert das Feld auf den Monden, wenn sich der Planet dreht, und das bedeutet, dass ihre Polarlichter im Laufe der Zeit ihre Helligkeit ändern.

Eine weitere Veränderung, die bei den Polarlichtern auftreten kann, ist, wenn die Atmosphäre wärmer oder kühler wird, wenn sie den Schatten des Jupiter verlassen oder betreten, ein Effekt, der auf Io beobachtet wurde.

„Das Natrium von Io wird innerhalb von 15 Minuten, nachdem es in Jupiters Schatten eingetreten ist, sehr schwach, aber es dauert mehrere Stunden, bis es sich wieder erholt, nachdem es ins Sonnenlicht getreten ist“, sagte ein anderer der leitenden Forscher, Carl Schmidt von der Boston University. „Diese neuen Eigenschaften sind wirklich aufschlussreich für das Verständnis der atmosphärischen Chemie von Io. Es ist schön, dass Jupiterfinsternisse ein natürliches Experiment darstellen, um zu erfahren, wie Sonnenlicht seine Atmosphäre beeinflusst.“

Die Forschung wird in zwei Artikeln im Planetary Science Journal veröffentlicht.