Spectrale metingen onthullen unieke temperatuurstructuren in de poolgebieden van Jupiter door invloed van manen

Een baanbrekende studie, gepubliceerd op 2 maart 2026 in het prestigieuze wetenschappelijke tijdschrift Geophysical Research Letters, werpt een nieuw en gedetailleerd licht op de fascinerende poollichten van Jupiter. Voor het eerst in de geschiedenis van de astronomie zijn er nauwkeurige spectrale metingen verricht van de infrarode 'voetafdrukken' (footprints) die worden gegenereerd door de Galileïsche manen van de gasreus. Dankzij de ongekende gevoeligheid en geavanceerde technologie van de James Webb Space Telescope (JWST) konden onderzoekers voorheen onbekende temperatuurstructuren en abrupte dichtheidsverschillen in de ijle bovenste atmosfeer van de planeet identificeren.

Het onderzoek richtte zich specifiek op de complexe fysieke parameters binnen de aurora-gebieden die ontstaan door de magnetische interactie tussen de enorme magnetosfeer van Jupiter en zijn manen Io en Europa. Een van de meest opmerkelijke en onverwachte ontdekkingen is de identificatie van een zogenaamde 'koude vlek' in het magnetische spoor van de maan Io. In deze specifieke zone werd een temperatuur van de ionische omgeving gemeten van 538 Kelvin (265°C), wat opvallend lager is dan de 766 Kelvin (493°C) die in het omliggende hoofdgebied van het poollicht werd geregistreerd.

Naast de lagere temperatuur vertoonde deze koude vlek een opvallend hoge concentratie van triwaterstof-kationen (H₃⁺). De dichtheid van deze geladen deeltjes bleek in dit gebied tot wel drie keer hoger te zijn dan in het reguliere, bredere poollicht van Jupiter. Deze bevindingen onderstrepen de uiterst dynamische en variabele aard van de atmosferische processen op de grootste planeet van ons zonnestelsel en bieden wetenschappers nieuwe inzichten in hoe natuurlijke satellieten de energetische omgeving van hun moederplaneet op fundamentele wijze beïnvloeden.

Het wetenschappelijke team werd geleid door Katie Knowles, een toegewijde promovendus aan de Northumbria University, die haar onderzoek uitvoerde onder supervisie van professor Tom Stallard, een gerenommeerd expert in planetaire astronomie aan dezelfde universiteit. Professor Stallard wist in september 2023 een kostbare observatieperiode van 22 uur op de James Webb Space Telescope te bemachtigen om deze cruciale gegevens te verzamelen. Dit ambitieuze internationale project kwam tot stand door een nauwe en succesvolle samenwerking tussen de grote ruimtevaartorganisaties NASA, ESA en CSA.

In tegenstelling tot het poollicht op aarde, dat hoofdzakelijk wordt gemoduleerd en beïnvloed door de zonnewind, wordt de aurora van Jupiter voor een groot deel aangestuurd door de interne dynamiek van zijn vier grootste manen. De waargenomen extreme variabiliteit in het spoor van Io is werkelijk verbazingwekkend; de data lieten een 45-voudige verandering in dichtheid zien, evenals temperatuurschommelingen die plaatsvonden op een tijdschaal van slechts enkele minuten. Dit wijst op een zeer snelle en krachtige fluctuatie in de stroom van hoogenergetische elektronen die de atmosfeer van de gasreus bombarderen.

Deze kwantitatieve spectrale metingen markeren een belangrijke mijlpaal in onze fundamentele kennis over planetaire magnetosferen ver buiten ons eigen aardse systeem. De conclusies van het onderzoek suggereren bovendien dat vergelijkbare mechanismen, waarbij de interactie tussen een maan en een planeet de drijvende kracht is, een universeel verschijnsel kunnen zijn in het universum. Dit opent de deur naar noodzakelijk vervolgonderzoek bij andere hemellichamen in ons zonnestelsel, zoals de Saturnusmaan Enceladus, waar vergelijkbare interacties mogelijk ook een sleutelrol spelen in de atmosferische dynamiek.