Jupiter accelerează electroni aproape de viteza luminii, la fel ca supernovele

Chiar în fața lui Jupiter, acolo unde vântul solar lovește prima dată câmpul magnetic uriaș al planetei, sonda Juno a NASA a măsurat electroni care se deplasau aproape cu viteza luminii. Particulele nu s-au născut atât de rapide. Au fost accelerate pe loc, în granița turbulentă care precede planeta, și au atins viteze chiar mai mari decât cele produse de același proces în apropierea Pământului.

Acea singură măsurătoare ajunge mult dincolo de Jupiter. Felul în care planeta gigantă împinge particule obișnuite până la energii extreme seamănă cu o versiune la scară redusă a modului în care galaxia fabrică razele cosmice, particulele de înaltă energie care străbat spațiul și cad în fiecare secundă peste atmosfera Pământului. Vreme de decenii, legătura a fost o bănuială puternică. Acum există o măsurătoare directă a mecanismului în acțiune la scara unei planete.

Totul se petrece într-o regiune numită preșoc, o zonă de câmpuri magnetice agitate și particule reflectate care se formează chiar înaintea undei de șoc, frontul unde vântul solar se îngrămădește în scutul magnetic al unei planete. În acea turbulență, condițiile magnetice pot prinde o fracțiune din particulele care trec și le aruncă înainte iar și iar, adăugând energie la fiecare trecere, până când un grup mic ajunge la viteză relativistă.

Ceea ce îl face pe Jupiter decisiv este dimensiunea sa. Unda lui de șoc face ca cea a Pământului să pară minusculă, iar electronii detectați de Juno au crescut odată cu ea, ajungând la energii mai mari decât orice s-a măsurat în același context lângă planeta noastră. Această scalare este miza. Dacă un șoc mai mare accelerează particule la viteze mai mari în mod previzibil, aceeași regulă se poate extinde la fronturile de șoc mult mai vaste aruncate de stelele care explodează, principalii candidați la originea razelor cosmice galactice.

Echipa nu s-a bazat doar pe Jupiter. A comparat datele lui Juno cu cele ale două misiuni care urmăresc aceeași fizică lângă Pământ, unde navele se pot așeza chiar în interiorul preșocului și îl pot eșantiona în detaliu. Potrivirea între scări atât de diferite este ceea ce permite afirmația că se observă un singur proces universal, nu o ciudățenie locală a lui Jupiter.

Afirmația se sprijină încă pe șocul unei singure planete, surprins în timpul unor orbite anume, iar electronii sunt doar o parte din povestea razelor cosmice, dominată de protoni și nuclee atomice mai grele. Extinderea rezultatului la rămășițele de supernovă presupune că aceeași fizică se menține peste un salt uriaș de dimensiune și energie, o punte care nu a fost observată direct. Măsurătoarea îngustează întrebarea; nu o închide.

A înțelege de unde vin razele cosmice nu este o enigmă abstractă. Aceste particule fixează riscul de radiație pentru astronauți și pentru electronica navelor, pun în mișcare chimia atmosferelor planetare și transportă energie prin galaxie. Legarea accelerării de un proces pe care îl putem observa în propriul sistem solar transformă un mister cosmic în ceva verificabil.

Rezultatele au fost publicate în revista Nature. Juno, pe orbită din 2016, își continuă lungile ocoluri în jurul lui Jupiter, iar fiecare își poartă instrumentele din nou prin preșoc, acolo unde se vor face următoarele măsurători ale acestei accelerări.

Etichete: știri, astronomie