Badanie opublikowane 31 lipca 2026 r. opisuje fale plazmowe zarejestrowane przez sondę Juno podczas dwóch przejść przez falę uderzeniową Jowisza, 10 i 11 grudnia 2024 r. W stopie fali podczas drugiego przejścia pojawiły się harmoniczne fale jonowo-akustyczne, a pole magnetyczne wykazywało wzorzec powtarzający się co około 8,3 sekundy. Zespół kierowany przez J. Joseph z University of Iowa uznał, że najbardziej prawdopodobnym wyjaśnieniem tego wzorca jest samoodnawianie fali uderzeniowej. Badanie opublikowane w „Nature Communications”
Juno dwukrotnie przekroczyła falę uderzeniową Jowisza w grudniu 2024 roku
Fala uderzeniowa czołowa Jowisza to granica, przy której wiatr słoneczny gwałtownie zwalnia, napotykając magnetyczne otoczenie planety. Część energii kinetycznej strumienia cząstek zamienia się tam przede wszystkim w ciepło, między innymi wskutek oddziaływań fal z cząstkami.
Juno przekroczyła tę granicę w kierunku od Jowisza 10 grudnia około 17:25 czasu UT, a następnie wróciła przez nią 11 grudnia około 03:05 UT. Oba przejścia odbyły się w odległości około 81,44 promienia Jowisza, po stronie zmierzchowej planety. Miały jednak różną geometrię: kąt między polem magnetycznym a normalną do fali wyniósł 16,5° ± 14,3° podczas pierwszego przejścia i 53,5° ± 7,9° podczas drugiego. Liczba Macha Alfvénowskiego w obu przypadkach wynosiła około 9.
Harmoniczne fale jonowo-akustyczne i magnetyczny wzorzec co 8,3 sekundy
W stopie fali podczas przejścia 11 grudnia instrument Waves zarejestrował fale jonowo-akustyczne z harmonicznymi składowymi o częstotliwościach 5 610, 11 130 i 16 680 Hz. Maksymalna amplituda pola elektrycznego wynosiła około ±0,015 V/m. Harmoniczne to składowe o częstotliwościach tworzących regularny układ; w tym przypadku ich pomiar dostarczył szczegółowego obrazu fal w obszarze zderzenia wiatru słonecznego z magnetycznym otoczeniem Jowisza.
Badanie opisało również niestabilność dryfu elektronowo-cyklotronowego (ECDI) w rampie fali podczas powrotnego przejścia 11 grudnia. W pobliżu 03:06:06.780 UT widmo zawierało około 18 maksimów oddalonych od siebie o mniej więcej 300 Hz, a amplituda pola elektrycznego sięgała około 0,06 V/m. Zarejestrowano także elektrostatyczne fale samotne o czasie trwania około 0,2 ms i amplitudzie rzędu kilkudziesięciu mV/m. Wśród opisanych typów fal znalazły się ponadto fale Langmuira i elektronowe fale Bernsteina.
| Zaobserwowane zjawisko | Podany pomiar | Kontekst obserwacji |
| Harmoniczne fale jonowo-akustyczne | 5 610, 11 130 i 16 680 Hz; maksymalna amplituda około ±0,015 V/m | Stopa fali, przejście 11 grudnia 2024 r. |
| Niestabilność dryfu elektronowo-cyklotronowego (ECDI) | Około 18 maksimów co około 300 Hz; amplituda do około 0,06 V/m | Rampa fali podczas powrotnego przejścia 11 grudnia; około 03:06:06.780 UT |
| Elektrostatyczne fale samotne | Czas trwania około 0,2 ms; amplituda rzędu kilkudziesięciu mV/m | Pomiary fal przy fali uderzeniowej |
| Powtarzające się struktury pola magnetycznego | Okres około 8,3 s | Powrotne przejście 11 grudnia 2024 r. |
Co może oznaczać magnetyczny wzorzec
Podczas powrotnego przejścia 11 grudnia struktury pola magnetycznego powtarzały się mniej więcej co 8,3 sekundy. Badacze uznali samoodnawianie fali uderzeniowej za najbardziej prawdopodobne wyjaśnienie tego cyklu. To interpretacja obserwowanego wzorca, a nie bezpośredni pomiar mechanizmu.
Instrument JADE dostarczał pomiarów jonów co 120 sekund. Taka częstotliwość próbkowania nie pozwala bezpośrednio sprawdzić, czy jony odbijały się od fali w rytmie trwającym około ośmiu sekund. Instrument MAG mierzył pole magnetyczne w pobliżu fali z częstotliwością 8 Hz, zwykle 1 Hz, natomiast Waves rejestrował przebiegi pola elektrycznego w trybie impulsowym z częstotliwością 50 kHz i cyklem pracy 12,5%.
Jak fala uderzeniowa Jowisza oddziałuje z wiatrem słonecznym
Fala uderzeniowa czołowa przetwarza energię napływającego wiatru słonecznego w warunkach, w których oddziaływania cząstek z falami odgrywają istotną rolę. Juno zarejestrowała kilka typów fal, dzięki czemu badanie opisuje różne procesy zachodzące w dwóch konkretnych przejściach przez tę granicę.
Pomiary nie pozwoliły wyznaczyć polaryzacji fal ani ich prędkości fazowej, ponieważ konfiguracja pomiaru pola elektrycznego korzystała z jednej sondy. Szacunki rozpraszania mocy fal również miały charakter jakościowy: instrumenty Juno nie były przeznaczone do ilościowego pomiaru tej wielkości.
