Redigerer Jupiters magnetosfære (avsnitt)

== Struktur ==
{{se også|Jupiters atmosfære}}
Jupiters magnetosfære består av et [[Baugsjokket|buesjokk]], [[magnetosheath]], [[magnetopause]], [[magnetohale]], magnetodisk og andre komponenter. Det magnetiske feltet stråler ut fra en rekke kilder, blant annet væskesirkulasjon i planetens kjerne (det indre feltet), elektriske strømmer i plasmaet rundt Jupiter og strømmer som flyter på grensen av planetens magnetosfære. Magnetosfæren er innkapslet i plasma fra [[solvind]]en, som står bak det interplanetariske magnetfeltet.<ref name="Khurana12" /><ref name="Carr1969"/>

=== Indre magnetfelt ===
Hoveddelen av Jupiters magnetfelt er, som [[jordens magnetfelt]], generert av en indre [[dynamoteori|dynamo]] som drives av sirkulasjon av elektrisk ledende væske i [[den ytre kjernen]]. Mens jordens kjerne består av flytende [[jern]] og [[nikkel]], er Jupiters kjerne sammensatt av [[metallisk hydrogen]]<ref name="Russell1993-694" /> Både jordens og Jupiters magnetfelt er mest en [[dipol]], med nordlige og sørlige magnetiske poler i enden av en enkelt magnetisk akse.<ref name="Khurana3" /> På Jupiter ligger den nordlige polen av dipolen på planetens nordlige halvkule mens den sørlige polen av dipolen ligger på den sørlige halvkulen. På jorden ligger derimot nordpolen på den sørlige halvkule og sørpolen ligger på den nordlige halvkulen.<ref name="Kivelson303" />{{#tag:ref|Den nordlige og sørlige polene til jordens dipol må ikke forveksles med [[den magnetiske nordpol]] og [[den magnetiske sydpolen]], som ligger henholdsvis på den nordlige og sørlige halvkulen.|group=N|name="dipol"}} Jupiters magnetfelt har også kvadrupole og oktupole komponenter, samt også høyere komponenter, men disse er mindre enn en tiendedel så sterke som den dipole komponenten.<ref name="Khurana3" />
[[Fil:Jupiter Radiation sign 02-Nasa Reference.jpg|thumb|Jupiters utstråling{{byline|Tegning av [[NASA]]|6. april 2023}}]]
Dipolen heller rundt 10° fra Jupiters rotasjonsakse; helningen på jorden er 11,3°.<ref name="Smith" /><ref name="Khurana3" /><ref name="Connerney2017b"/> Det ekvatoriale feltets styrke er rundt 417&nbsp;[[Tesla|μT]] (4,170&nbsp;[[Gauss (enhet)|G]]), noe som samsvarer med et dipol [[magnetisk moment]] på rundt 2,83{{E|20}} [[Tesla|T]]×[[Kubikkmeter|m³]]. Dette gjør Jupiters magnetfelt 20 ganger sterkere enn jordens; det magnetiske momentet er {{formatnum:~20000}} ganger større.<ref name="Russell1993-694" /><ref name="Connerney2017"/>{{#tag:ref|Det magnetiske momentet er proporsjonalt med produktet av den ekvatoriale feltstyrken og kuben av Jupiters radius, noe som er 11 ganger større enn jorden.|group=N|name="magnetisk moment"}} Magnetfeltet [[rotasjonsperiode|roterer]] med samme hastighet som regionen under [[Jupiters atmosfære|atmosfæren]], med en periodetid på 9&nbsp;t&nbsp;55&nbsp;m. Fra de første målingene (av [[Pioneer 10]]) i desember 1973 frem til mai 2019, ble det registrert minimale endringer i styrken og strukturen til magnetfeltet. Den asimutale retningen av dipolen endret seg for eksempel mindre enn 0,01°.<ref name="Khurana3" />

Romsonden [[Juno (romsonde)|Juno]] observerte i 2019 en liten målbar endring i magnetfeltet siden det ble observert i 1973.<ref name="Agle2019"/><ref name="Moore2019"/> Jupiter har en sterkt ikke-dipolar region. «Den store blå flekken» nær ekvator, som er analog med Jordens [[den søratlantiske anomalitet|søratlantiske anomalitet]], har store [[sekulær variasjon|sekulære variasjoner]].<ref name="Agle2019"/>

=== Størrelse og form ===
Jupiters indre magnetfelt hindrer [[solvind]]en (ioniserte partikler fra [[solen]]) fra å vekselvirke direkte med [[Jupiters atmosfære]] og avleder den bort fra planeten. Det er dette som skaper selve magnetosfære, altså et område i solvinden påvirket av magnetfeltet fra planeten, sammensatt av [[Plasma (fysikk)|plasma]] ulik den fra solvinden.<ref name="Khurana1" /> Den jovianske magnetosfæren er så stor at solen og dens synlige [[korona]] kunne vært plassert inne i den.<ref name="Russell1993-715" /> Om den kunne ses fra jorden ville den ha fremstått fem ganger større enn [[fullmåne]]n selv om den er nesten {{formatnum:1700}} ganger lengre unna.<ref name="Russell1993-715" />

[[Magnetopause]]n er grensen som deler den tette og kjøligere plasmaen fra solvinden fra det varmere og mindre tette plasmaet fra Jupiters magnetosfære.<ref name="Khurana1" /> Avstanden fra magnetopausen til sentrum av planeten er fra 45 til 100·''R''<sub>j</sub> (hvor ''R''<sub>j</sub> = {{formatnum:71492}}&nbsp;km er Jupiters radius) ved det subsolare punkt &ndash; det ufikserte punktet på overflaten hvor solen tilsynelatende står rett over hodet på en observatør.<ref name="Khurana1" /> Posisjonen for magnetopausen avhenger av trykket fra solvinden, som igjen avhenger av [[Variasjoner i solaktiviteten|solaktiviteten]].<ref name="Russell2001-1016" /> Foran magnetopausen, i en avstand fra 80&ndash;130&nbsp;·''R''<sub>j</sub> fra planetens sentrum, ligger [[baugsjokket|buesjokket]], en bølgelignende forstyrrelse i solvinden forårsaket av kollisjonen med magnetosfæren.<ref name="Krupp15" /><ref name="Russell1993-725" /> Regionen mellom buesjokket og magnetopausen kalles [[magnetosheath]].<ref name="Khurana1" />

[[Fil:Magnetosphere Levels.svg|thumb|En kunstners fremstilling av en magnetosfære, hvor plasmasfæren (7) refererer til plasmatorus og et sjikt.{{byline|Tegnet av Dennis Gallagher|opplastet 1. mars 2010}}]]
På motsatt side av planeten strekker solvinden Jupiters magnetiske feltlinjer i en lang etterfølgende [[magnetohale]] som noen ganger strekker seg langt forbi [[Saturn]]s [[bane]].<ref name="Khurana17" /> Strukturen til denne halen ligner den til jorden. Den består av to områder (blå områder på bildet) med magnetfeltet i det sørlige området pekende mot Jupiter, og den i det nordlige området pekende bort fra planeten. Områdene deles av et tynt lag med plasma kalt [[strømningssjikt|strømningshalen]] (oransje områder på bildet).<ref name="Khurana17" /> Som for jorden er denne jovianske halen en kanal hvor plasma fra solen slipper inn i de indre regionene av magnetosfæren, hvor den blir varmet opp og danner [[Van Allen-beltene|strålingsbelter]] i avstander nærmere enn 10&nbsp;''R''·<sub>j</sub> fra Jupiter.<ref name="Khurana6" /><ref name="Maclennan2001"/>

Formen på magnetosfæren opprettholdes av det nøytrale strømningssjiktet (magnetohalestrømmen), som går med Jupiters rotasjon gjennom plasmasjikthalen, halestrømmen som flyter mot Jupiters rotasjon ved den ytre grensen av magnetohalen og magnetopausestrømmen (eller Chapman-Ferraro-strømmer) som går mot rotasjonen langs dagsidens magnetopause.<ref name="Kivelson303" /> Disse strømmene skaper det magnetiske feltet som bryter det indre feltet utenfor magnetosfæren.<ref name="Khurana17" /> De vekselvirker også betydelig med solvinden.<ref name="Kivelson303" />

Jupiters magnetosfære deles tradisjonelt inn i tre deler: den indre, den midterste og den ytre magnetosfæren. Den indre magnetosfæren ligger ved avstander nærmere enn 10&nbsp;·''R''<sub>j</sub> fra planeten. Magnetfeltet innenfor den forblir omtrentlig dipol på grunn av at strømmene som finnes i det magnetosfæriske ekvatoriale plasmasjiktet er små. I den midterste (mellom 10&ndash;40&nbsp;·''R''<sub>j</sub>) og ytre (utenfor 40&nbsp;·''R''<sub>j</sub>) magnetosfæren er ikke magnetfeltet en dipol, og forstyrres kraftig av vekselvirkningen med plasmasjiktet (se [[#Magnetodisk|magnetodisk]] under).<ref name="Khurana1" />

=== Rollen til månen Io ===
{{utdypende|Io (måne) {{!}} Io|vulkanisme på Io}}
Den generelle formen på Jupiters magnetosfære minner om jordens, men strukturen nærmere planeten er svært forskjellig.<ref name="Russell2001-1016" /> Den [[Vulkanisme på Io|vulkansk aktive]] månen [[Io (måne)|Io]] er en sterk kilde til plasma, og avgir så mye som {{formatnum:1000}}&nbsp;kg nytt materiale hvert sekund til Jupiters magnetosfære.<ref name="Khurana5" /> Sterke vulkanutbrudd på Io avgir store mengder [[svoveldioksid]]. En stor del av dette blir [[Dissosiasjon (kjemi)|dissosiert]] til [[atom]]er og [[ionisering|ionisert]] av solens [[ultrafiolett stråling|ultrafiolette stråling]], noe som produserer ioner av [[svovel]] ({{Kjemi|S|+}} og {{Kjemi|S|2+}}) og [[oksygen]] ({{Kjemi|O|+}} og {{Kjemi|O|2+}}).<ref name="Krupp3" /> Disse ionene forsvinner fra månens atmosfære og danner ''Ios plasmatorus'': en tykk og relativt kjølig ring av plasma som går i sirkel rundt Jupiter nær banens måne.<ref name="Khurana5" />
[[Fil:iotorus.jpg|thumb|Ios vekselvirkning med Jupiters atmosfære. Plasmatorusen til Io vises i gult.{{byline|Tegnet av NASA/JPL|10. januar 2001 |}}]]
Temperaturen på [[Plasma (fysikk)|plasmaet]] i [[torus]]en er 10&ndash;100&nbsp;[[Elektronvolt|eV]] ({{formatnum:100000&ndash;1000000}}&nbsp;[[kelvin]]), noe som er mye lavere enn for partiklene i strålingsbelter, som har 10&nbsp;keV (100&nbsp;millioner&nbsp;kelvin). Plasmaet i torusen tvinges inn i en medrotasjon med Jupiter, noe som betyr at begge har samme rotasjonsperiode.<ref name="Krupp4" /> Ios torus endrer fundamentalt dynamikken i den jovianske atmosfæren.<ref name="Krupp1" />

Som et resultat av blant annet  [[diffusjon]] og ustabilitetsutveksling lekker plasma sakte bort fra Jupiter.<ref name="Krupp4" /> Etter hvert som plasmaet beveger seg lengre bort fra planeten, øker dets radiale strømmer i hastighet og opprettholder medrotasjonen.<ref name="Khurana1" /> Disse radiale strømmene er også kilden til magnetfeltets asimutale komponenter, og som et resultat bender det seg tilbake mot rotasjonen.<ref name="Khurana13" /> Plasmaets partikkeltetthet synker fra rundt 2000 per cm<sup>3</sup> i Ios torus til rundt 0,2 per cm<sup>3</sup> i en avstand av 35&nbsp;·''R''<sub>j</sub>.<ref name="Khurana10" />

I midten av magnetosfæren (mer enn 20&nbsp;·''R''<sub>j</sub> fra Jupiter), brytes medrotasjonen gradvis ned. Plasmaet begynner der å rotere saktere enn planeten.<ref name="Khurana1" /> Ved avstander større enn 40&nbsp;·''R''<sub>j</sub> bryter plasmaet helt ut av magnetfeltet. Det forlater magnetosfæren gjennom magnetohalen.<ref name="Russell2001-1024" /> Kald, tett plasma beveger seg utover og blir erstattet av varm plasma med mindre tetthet (temperatur på 20&nbsp;[[Elektronvolt|keV]], eller 200&nbsp;millioner&nbsp;kelvin og høyere) som kommer fra den ytre magnetosfæren.<ref name="Khurana10" /> Plasmaet, som blir [[Adiabatisk prosess|adiabatisk varmet]] når den nærmer seg Jupiter<ref name="Khurana20" />, danner et strålingsbelte i Jupiters indre magnetosfære.<ref name="Khurana5" />

=== Magnetodisk ===
Mens jordens magnetfelt er omtrent dråpeformet, er Jupiters flatere og ligner mer på en disk og «slingrer» periodisk rundt sin egen akse.<ref name="depths" /> Denne disklignende konfigurasjonen skyldes hovedsakelig [[sentrifugalkraft]]en fra medroterende plasma og termisk trykk fra varm plasma. Begge strekker Jupiters [[magnetfelt]]linjer og danner en flat pannekakelignende struktur (magnetodisken) ved avstander større enn 20&nbsp;''R''<sub>j</sub> fra planeten.<ref name="Khurana1" /><ref name="Russell2001-1021" /> Magnetodisken har et tynt strømningssjikt nær midten av planet,<ref name="Krupp3" /> omtrent nær den magnetiske ekvator. De magnetiske feltlinjene peker vekk fra Jupiter over sjiktet og mot Jupiter under sjiktet.<ref name="Russell2001-1016" /> Tilførselen av plasma fra Io utvider størrelsen på den jovianske magnetosfæren fordi magnetodisken skaper et ekstra indre trykk som balanserer trykket fra solvinden.<ref name="Krupp15" /> I fravær av Io ville ikke avstanden mellom planeten og magnetopausen ved det subsolare punktet være mer enn 42&nbsp;''R''<sub>j</sub>, mens den faktisk er 75&nbsp;''R''<sub>j</sub>.<ref name="Khurana1" />

Formen til magnetodiskens felt blir oppretthold av en asimutal ringstrøm (ikke analogt med jordens ringstrøm) som går med rotasjonen gjennom det ekvatoriale plasmasjiktet.<ref name="Kivelson315" /> Som et resultat av vekselvirkningen mellom denne strømmen og planetens magnetfelt skaper Lorentz-kraften en [[sentripetalkraft]] som hindrer det medroterende plasmaet i å forlate planeten. Den totale ringstrømmen i det ekvatoriale strømingssjiktet er 90&ndash;160&nbsp;millioner [[ampere]].<ref name="Khurana1" /><ref name="Khurana13" />