Vědci dokážou 40 dní dopředu předpovědět chování plazmového disku kolem Jupiteru

Vědci dokázali předpovědět chování plazmového disku obklopujícího Jupiter až čtyřicet dní dopředu, což představuje výrazný posun ve schopnosti modelovat jednu z nejsložitějších částí jupiterské magnetosféry. Studie, publikovaná v odborném časopise Geophysical Research Letters, kombinuje dlouhodobá pozemská pozorování se sondou Juno, kterou NASA vyslala ke zkoumání největší planety sluneční soustavy.

Na výzkumu se podíleli mimo jiné Jeff Morgenthaler z Planetary Science Institute a Jian-Zhao Wang z University of Colorado Boulder. Klíčovým zdrojem dat pro jejich práci byla observatoř Io Input Output, známá pod zkratkou IoIO, která dlouhodobě sleduje sopečnou aktivitu měsíce Io a její vliv na okolní prostředí Jupiteru.

Io, nejaktivnější sopečné těleso ve sluneční soustavě, neustále vyvrhuje do vesmíru plyny, které jsou následně ionizovány a zachyceny silným magnetickým polem Jupiteru. Tento materiál vytváří takzvaný plazmový disk – rotující prstenec nabitých částic, který obklopuje planetu v rovině jejího magnetického rovníku. Hustota tohoto disku se v čase mění a přímo ovlivňuje celkové chování jupiterské magnetosféry, tedy oblasti prostoru, kterou ovládá magnetické pole planety.

Podle nové studie se hustotu plazmatu v disku podařilo předpovědět se značným předstihem čtyřiceti dní, což vědcům otevírá možnost plánovat pozorování a měření s vědomím toho, jaké podmínky v magnetosféře pravděpodobně nastanou. Dosud byly změny v hustotě plazmatu vnímány spíše jako výsledek náhodných či obtížně předvídatelných procesů spojených se sopečnou činností Io.

Autoři studie propojili dlouhodobá data z pozemské observatoře IoIO, která sleduje množství síry a dalších látek uvolňovaných z Io, s měřeními provedenými sondou Juno přímo v blízkosti Jupiteru. Tato kombinace pozemských a vesmírných pozorování umožnila identifikovat vzorce v chování plazmového disku, které se opakují s určitou předvídatelností.

Plazmový disk je považován za jednu z klíčových součástí jupiterské magnetosféry, protože ovlivňuje nejen samotné magnetické pole planety, ale i polární záře, radiové emise a interakce s měsíci obíhajícími kolem Jupiteru. Lepší porozumění jeho chování má tak význam nejen pro pochopení samotného Jupiteru, ale i pro studium podobných systémů u jiných planet a exoplanet s vlastní magnetosférou.

Sonda Juno, která obíhá kolem Jupiteru od roku 2016, poskytuje vědcům data o magnetickém poli, atmosféře a vnitřní struktuře planety. Její měření v kombinaci s dlouhodobými pozemskými pozorováními, jako jsou právě data z observatoře IoIO, umožňují vytvářet komplexnější modely dynamiky celého jupiterského systému.

Vědci upozorňují, že schopnost předpovídat hustotu plazmatu v disku má praktický význam i pro plánování budoucích misí do okolí Jupiteru. Znalost očekávaných podmínek v magnetosféře může pomoci lépe načasovat vědecká měření nebo minimalizovat rizika spojená s vysokou radiací, která je pro oblast kolem Jupiteru typická.

Studie zároveň naznačuje, že podobný přístup – tedy propojení dlouhodobých pozemských pozorování sopečné aktivity Io s přímými měřeními z vesmírných sond – by mohl být využit i při zkoumání dalších proměn