กระแสสลับทำให้เกิดแสงออโรร่าของดาวพฤหัสบดี

ทีมนักวิจัยนานาชาติประสบความสำเร็จในการวัดระบบปัจจุบันที่รับผิดชอบแสงออโรราของดาวพฤหัสบดี การใช้ข้อมูลที่ส่งมายังโลกโดยยานอวกาศ Juno ของ NASA พวกเขาแสดงให้เห็นว่ากระแสตรงอ่อนกว่าที่คาดไว้มาก ดังนั้นกระแสสลับจึงต้องมีบทบาทพิเศษ ในทางกลับกัน บนโลก ระบบกระแสตรงสร้างแสงออโรร่า ระบบกระแสไฟฟ้าของดาวพฤหัสบดียังคงดำเนินต่อไปโดยเฉพาะอย่างยิ่งจากแรงเหวี่ยงขนาดใหญ่ ซึ่งเหวี่ยงก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์ที่แตกตัวเป็นไอออนจากดวงจันทร์ไอโอของดวงจันทร์ยักษ์ก๊าซผ่านชั้นแมกนีโตสเฟียร์ศาสตราจารย์ ดร. Joachim Saur จากสถาบันธรณีฟิสิกส์และอุตุนิยมวิทยาแห่งมหาวิทยาลัยโคโลญจน์มีส่วนร่วมในโครงการนี้ บทความ 'กระแส Birkeland ในแมกนีโตสเฟียร์ของดาวพฤหัสบดีที่สังเกตได้จากยานอวกาศจูโนที่โคจรรอบขั้วโลก' ได้รับการตีพิมพ์ในวารสารNature Astronomy ฉบับ ปัจจุบัน การไฟฟ้า ดาวพฤหัสบดีซึ่งเป็นดาวเคราะห์ที่ใหญ่ที่สุดในระบบสุริยะ มีแสงออโรราที่สว่างที่สุด โดยมีกำลังการแผ่รังสี 100 เทราวัตต์ (100,000,000,000 กิโลวัตต์ = หนึ่งแสนล้าน KW) จำเป็นต้องมีโรงไฟฟ้า 100,000 แห่งเพื่อผลิตแสงนี้ เช่นเดียวกับบนโลก แสงออโรราของดาวพฤหัสบดีแสดงตัวเองเป็นวงแหวนวงรีขนาดใหญ่สองวงรอบขั้ว พวกมันถูกขับเคลื่อนโดยระบบไฟฟ้าขนาดมหึมาที่เชื่อมต่อบริเวณแสงขั้วโลกกับแมกนีโตสเฟียร์ของดาวพฤหัสบดี แมกนีโตสเฟียร์เป็นบริเวณรอบดาวเคราะห์ที่ได้รับอิทธิพลจากสนามแม่เหล็ก กระแสไฟฟ้าส่วนใหญ่วิ่งไปตามเส้นสนามแม่เหล็กของดาวพฤหัสบดี หรือที่เรียกว่ากระแส Birkeland ยานอวกาศ Juno ของ NASA อยู่ในวงโคจรขั้วโลกรอบดาวพฤหัสบดีตั้งแต่เดือนกรกฎาคม 2016 เป้าหมายของยานคือเพื่อทำความเข้าใจภายในและแสงออโรราของดาวพฤหัสให้ดียิ่งขึ้น จูโนได้ตรวจวัดระบบไฟฟ้ากระแสตรงเป็นครั้งแรกที่รับผิดชอบแสงออโรราของดาวพฤหัสบดี เพื่อจุดประสงค์นี้ นักวิทยาศาสตร์ได้ทำการวัดสภาพแวดล้อมสนามแม่เหล็กของดาวพฤหัสบดีด้วยความแม่นยำสูงเพื่อให้ได้มาซึ่งกระแสไฟฟ้า กระแสรวมประมาณ 50 ล้านแอมแปร์ อย่างไรก็ตาม ค่านี้ต่ำกว่าค่าที่คาดหวังในทางทฤษฎีอย่างชัดเจน สาเหตุของการเบี่ยงเบนนี้คือกระแสสลับขนาดเล็กและปั่นป่วน (เรียกอีกอย่างว่ากระแส Alfvenic) ซึ่งได้รับความสนใจเพียงเล็กน้อย 'ข้อสังเกตเหล่านี้ เมื่อรวมกับการวัดยานอวกาศจูโนอื่นๆ แสดงว่ากระแสสลับมีบทบาทในการสร้างแสงออโรราของดาวพฤหัสบดีมากกว่าระบบกระแสตรง' Joachim Saur กล่าว เขาได้ทำการวิจัยเกี่ยวกับกระแสสลับที่ปั่นป่วนเหล่านี้เป็นเวลา 15 ปี โดยเน้นย้ำถึงความสำคัญของกระแสสลับ แสงออโรราของดาวพฤหัสบดีแตกต่างจากบนโลก ซึ่งเกิดจากกระแสตรงเป็นหลัก แสงเหนือของโลกส่องแสงอ่อนกว่าประมาณหนึ่งพันเท่า เนื่องจากโลกมีขนาดเล็กกว่าดาวพฤหัสบดี มีสนามแม่เหล็กอ่อนกว่า และหมุนรอบตัวเองช้ากว่า 'ระบบกระแสไฟฟ้าของดาวพฤหัสบดีถูกขับเคลื่อนโดยแรงเหวี่ยงมหาศาลในชั้นแมกนีโตสเฟียร์ที่หมุนอย่างรวดเร็วของดาวพฤหัสบดี' ซาร์กล่าว ดวงจันทร์ไอโอของดาวพฤหัสบดีที่ยังคุกรุ่นจากภูเขาไฟได้ผลิตก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์หนึ่งตันต่อวินาที ซึ่งแตกตัวเป็นไอออนในชั้นแมกนีโตสเฟียร์ของดาวพฤหัสบดี 'เนื่องจากดาวพฤหัสบดีหมุนเร็ว - หนึ่งวันบนดาวพฤหัสกินเวลาเพียงสิบชั่วโมง - แรงเหวี่ยงจะเคลื่อนก๊าซไอออไนซ์ในสนามแม่เหล็กของดาวพฤหัส ซึ่งสร้างกระแสไฟฟ้า' นักธรณีฟิสิกส์สรุป