Medan magnet Jupiter yang mengembara membuat tampilan Bumi sangat sederhana |  NOVA
PBS

Medan magnet Jupiter yang mengembara membuat tampilan Bumi sangat sederhana | NOVA

Luar Angkasa + PenerbanganPenerbangan luar angkasa

Pada 2018 dan 2019, data dari misi Juno NASA mengungkapkan penemuan baru tentang medan magnet aneh Jupiter.

Gambar cahaya tampak Jupiter ini, yang diambil oleh Teleskop Luar Angkasa Hubble NASA pada 27 Juni 2019, menawarkan penggambaran paling akurat dari warna planet yang pernah ditangkap. Kredit Gambar: NASA, ESA, A. Simon (Pusat Penerbangan Luar Angkasa Goddard) dan MH Wong (University of California, Berkeley

Setelah mempertaruhkan klaimnya di tata surya kita sebagai planet terbesar, Jupiter sekarang menonjol dari kerabat planetnya karena alasan lain: medan magnetnya yang berubah bentuk.

Dalam sebuah studi baru-baru ini, para peneliti membandingkan pengamatan medan magnet Jupiter dari pesawat ruang angkasa Juno NASA dengan yang diambil oleh Pioneer 10, Pioneer 11, Voyager 1, dan Ulysses. Mereka menemukan bahwa medan Jupiter telah berubah hanya dalam beberapa dekade—sebuah fenomena yang dikenal sebagai variasi sekuler.

Satu teori untuk variasi dari waktu ke waktu menunjuk pada angin zonal—sistem badai besar di atmosfer Jupiter yang mencapai kedalaman lebih dari 1.800 mil. Pada kedalaman ini, hidrogen di dalam Jupiter berada di bawah begitu banyak tekanan dan pada suhu tinggi sehingga berperilaku seperti besi cair di inti bumi untuk menghasilkan medan magnet.

“Jika [zonal] angin sedalam itu, mereka akan mendistorsi medan magnet,” kata Eli Galanti, seorang ilmuwan planet di Weizmann Institute of Science, yang tidak terlibat dalam penelitian ini tetapi meneliti gangguan ini menggunakan pengukuran gravitasi. Galanti mengatakan penelitian Moore menunjukkan bahwa perubahan aliran dapat menjelaskan pergerakan historis medan magnet.

Jika badai ini mengganggu aliran hidrogen, mereka juga bisa menjelaskan mengapa medan magnet Jupiter memiliki “bentuk” yang aneh.

Medan magnet bumi sering direpresentasikan dengan magnet batang sederhana, tetapi medan Jupiter, menurut data yang dikumpulkan dari Juno pada 2018, tampaknya jauh lebih kompleks.

Visualisasi medan magnet biasanya menggunakan berbagai warna untuk mewakili sifat medan planet: Nuansa dari merah ke kuning menggambarkan di mana medan muncul, dan gradasi dari hijau ke biru menunjukkan di mana ia masuk kembali. Menggunakan konvensi ini, Kutub Selatan Bumi dicat merah dan Kutub Utara berwarna biru.

Medan magnet Jupiter tidak berbatas tegas. Itu menyerupai buah persik yang memar dengan dua bercak biru tua yang berbeda dengan petak merah dan kuning.

Bagaimana medan magnet Jupiter muncul pada satu saat dalam waktu. Kredit Gambar: NASA/JPL-Caltech/Harvard/Moore et al.

Alih-alih berasal dari utara Jupiter yang sebenarnya, medan magnet Jovian muncul dari pita yang lebih luas yang lebih rendah di belahan bumi utara. Bisa dibilang lebih menarik adalah belahan selatan Jupiter. Data Juno menunjukkan medan magnet planet ini keluar dari utara magnet dan kembali melalui dua titik berbeda, satu di dekat kutub selatan dan satu lagi tepat di bawah khatulistiwa. Para peneliti menamai zona selatan terkonsentrasi ini sebagai Bintik Biru Besar, sebuah penghormatan kepada Bintik Merah Besar Jupiter yang terkenal.

Sebelum Juno, para astronom memiliki pandangan terbatas tentang Jupiter. Kimberly Moore, seorang mahasiswa pascasarjana di Universitas Harvard yang memimpin studi baru-baru ini dan kompilasi data tahun lalu, mengatakan bahwa medan magnet bumi seperti yang dihasilkan oleh dipol miring, atau sumbu dengan polaritas magnet yang berlawanan di setiap ujungnya. “Tapi (untuk Jupiter) kami belajar Anda tidak dapat menggunakan gambar sederhana seperti itu,” kata Moore.

“Kami melihat Jupiter yang sama sekali berbeda dari yang diantisipasi beberapa tahun lalu,” kata Mohamed Zaghoo, seorang ilmuwan peneliti di Laboratory for Laser Energetics di University of Rochester yang tidak terlibat dalam penelitian ini.

“Hal yang menakjubkan tentang Jupiter adalah karena ia adalah planet gas, tidak ada kerak yang mengaburkan pengukuran kami tentang dinamo planet (mesin yang menggerakkan medan magnet),” kata Zaghoo. Di Bumi—sekitar dua pertiga perjalanan ke bagian dalam planet pada batas inti-mantel—besi cair terus-menerus bergerak dan menciptakan arus listrik yang menghasilkan medan magnet yang kita amati di permukaan.

Sebaliknya, Jupiter tidak memiliki permukaan yang kokoh dan sebagian besar terdiri dari hidrogen, yang biasanya tidak menghantarkan listrik sebagai gas. Namun, di bawah tekanan ekstrem planet ini, hidrogen logam cair terbentuk, dinamai karena kemampuannya menghantarkan arus listrik seperti halnya logam.

Hidrogen logam bersirkulasi di dalam Jupiter karena arus konveksi yang diciptakan oleh perbedaan antara suhu internal yang tinggi dan suhu luar yang lebih rendah. Perputaran konstan ini diyakini menghasilkan arus listrik di dalam Jupiter, yang pada gilirannya menghasilkan medan magnet yang diukur oleh Juno.

Pola medan magnet yang tidak teratur dapat dijelaskan oleh perubahan sifat hidrogen metalik saat turun lebih dalam ke dalam planet. “Anda dapat menganggapnya seperti sedang menyelam di lautan, di mana lapisan yang berbeda memiliki kepadatan dan konduktivitas yang berbeda,” kata Zaghoo. Dalam karyanya, Zaghoo menciptakan kembali kondisi hidrogen pada kedalaman yang berbeda di Jupiter dan membandingkan bagaimana pengamatan di Bumi sejalan dengan model yang dibuat dari misi luar angkasa.

Tetapi mempelajari aliran hidrogen metalik mungkin tidak menceritakan keseluruhan cerita. Lapisan cairan lain yang lebih stabil jauh di dalam Jupiter juga bisa bertanggung jawab atas medan magnet, saran Moore dan rekan-rekannya. Jika lapisan ini mengandung unsur yang lebih berat seperti helium, mereka mungkin mengalihkan aliran arus listrik dan akibatnya mengubah medan magnet yang memancar dari dalam.

“Sejauh ini Juno telah memberikan lebih banyak pertanyaan daripada jawaban.” kata Zagho. “Pelajaran terbesar yang kami pelajari dari Juno adalah kerendahan hati.”

Saat wahana antariksa terus mengorbit Jupiter, ia mungkin menawarkan lebih banyak petunjuk tentang misteri magnetiknya. Juno akan terus mengumpulkan informasi hingga Juli 2021, saat ia akan terjun ke arah Jupiter dan hancur di atmosfer planet.

Sementara itu, para ilmuwan seperti Moore berharap dapat mengumpulkan informasi sebanyak mungkin tentang medan magnet Jupiter.

“Medan magnet jauh lebih kuat dan dihasilkan lebih dekat ke permukaan di Jupiter daripada di Bumi,” kata Moore. “Wawasan yang kami dapatkan tentang bagaimana medan ini dihasilkan di Jupiter mungkin membantu kami memahami bagaimana mereka dihasilkan di Bumi.”

Posted By : togel hongķong 2021