Có những dòng chảy hỗn loạn, bất ngờ xộc xệch trong bầu khí quyển của sao Mộc, tạo ra những cực quang rực rỡ.
Juno, tàu thăm dò của NASA đã quay quanh quỹ đạo khí khổng lồ kể từ năm 2016, đi qua các vùng cực của Sao Mộc trong 53,5 ngày, thu thập dữ liệu về các lực từ tạo ra cực quang trên hành tinh khổng lồ. Trong một bài báo mới, được xuất bản ngày 8 tháng 7 trên tạp chí Thiên văn học thiên nhiên, các nhà nghiên cứu làm việc với dữ liệu của Juno đã phát hiện ra rằng dòng điện đi qua từ quyển của Sao Mộc - khu vực có bầu khí quyển giàu nhất với các đường sức từ - không hoạt động như mong đợi. Các thăm dò tìm thấy dòng điện trực tiếp ít hơn - dòng điện liên tục chảy theo một hướng - so với các nhà vật lý dự đoán. Nó chỉ có khoảng 50 triệu ampe, một dòng điện cực kỳ mạnh mẽ, nhưng không cao như các mô hình lý thuyết về từ trường của sao Mộc được đề xuất sẽ có mặt.
Phát hiện đó cho thấy "dòng điện xoay chiều" - dòng điện nhấp nháy qua lại - đóng vai trò lớn hơn nhiều trong việc tạo ra cực quang của sao Mộc so với bất kỳ ai nhận ra, các nhà nghiên cứu viết. Trên Sao Mộc, cũng như trên Trái đất, cực quang là một sản phẩm của dòng điện xoáy trong từ trường tương tác với các hạt năng lượng cao từ mặt trời.
Joachim Saur, một tác giả của bài báo cho biết: "Những quan sát này, kết hợp với các phép đo tàu vũ trụ Juno khác, cho thấy các dòng điện xoay chiều đóng vai trò lớn hơn nhiều trong việc tạo ra cực quang của sao Mộc so với hệ thống dòng điện trực tiếp".
Trên trái đất, chúng ta thường nghĩ về dòng điện xoay chiều và trực tiếp (AC và DC) về mặt điện tử. Nổi tiếng, vào cuối thế kỷ 19, các nhà phát minh Thomas Edison và Nikola Tesla đã không đồng ý gay gắt về phương pháp nào nên được sử dụng để cung cấp năng lượng cho các thiết bị điện. Nguồn điện DC không chuyển đổi dễ dàng giữa các điện áp khác nhau, theo Bộ Năng lượng Hoa Kỳ (DOE), vì vậy Tesla muốn biến AC chuyển đổi dễ dàng hơn thành tiêu chuẩn. Edison, bảo vệ các bằng sáng chế phụ thuộc DC của mình, chống lại sự thay đổi và truyền bá thông tin sai lệch rằng AC nguy hiểm hơn, theo DOE.
Tesla đã chiến thắng cuối cùng và AC trở thành tiêu chuẩn cho các nhà máy điện của Hoa Kỳ. Tuy nhiên, theo DOE, dòng điện trực tiếp đã lấy lại được sự ưu ái khi nhiều thiết bị chạy bằng pin đã xuất hiện trên thị trường. Đèn của bạn có thể đang chạy bằng nguồn AC, nhưng rất có thể thiết bị bạn đang đọc này dựa vào DC. (Đó là lý do tại sao máy tính xách tay của bạn yêu cầu bộ chuyển đổi AC.)
Trong không gian xung quanh Sao Mộc, tỷ lệ AC so với DC không được xác định bằng cách gây thù với các nhà phát minh tiền hiện đại, mà bằng hành vi của các ion trong bầu khí quyển của hành tinh. Sao Mộc có dòng chảy mạnh hơn Trái đất vì nhiều lý do, bao gồm kích thước khổng lồ, tốc độ quay nhanh và sự dư thừa của các hạt tích điện (ion) được bơm ra từ núi lửa trên mặt trăng Io.
Các nhà nghiên cứu đã viết rằng một tỷ lệ lớn các dòng điện đó là AC là kết quả của sự nhiễu loạn trong từ trường của hành tinh. Sự nhiễu loạn trong ý nghĩa này đề cập đến cách rối loạn trong đó hình dạng và hướng của từ trường dao động. Và sự nhiễu loạn đó đang tạo ra các hiệu ứng khác nhau ở hai cực của Sao Mộc.
Trong thời gian Juno quay quanh Sao Mộc, cực bắc của hành tinh đã trải qua khoảng một nửa dòng chảy của cực nam, các nhà nghiên cứu viết. Đó dường như là kết quả của sự sắp xếp phức tạp hơn nhiều của các đường sức từ ở phía bắc, làm gián đoạn dòng chảy. Ở miền Nam, họ viết, các đường sức từ là "mượt mà hơn".
Những ảnh hưởng của những khác biệt có thể nhìn thấy trong cực quang của hai cực, họ lưu ý. Ở phía bắc, cực quang có xu hướng phân tán rộng hơn, với cấu trúc "sợi tơ và pháo sáng". Ở phía nam, cực quang có xu hướng có cấu trúc chặt chẽ hơn, với một "vòng cung sáng" kéo dài ra từ hình bầu dục chính nơi xảy ra cực quang.
Nghiên cứu này về từ trường cực mạnh của sao Mộc, các nhà nghiên cứu đã viết, có thể cho biết sự hiểu biết của họ về từ trường yếu hơn của Trái đất - sự bảo vệ chính của loài người trước các hạt mặt trời khắc nghiệt. Một số nhà nghiên cứu đã nghi ngờ nhiễu loạn tạo ra một tỷ lệ đáng kể dòng chảy xung quanh hành tinh của chúng ta. Công việc này dường như cho vay tín dụng cho ý tưởng đó.
