Juno: Překvapení v prvních vědeckých výsledcích

Od dynamické atmosféry po skryté hloubky odhaluje Juno Jupitera jako nikdy předtím.

Umělecké pojetí Juno na oběžné dráze kolem Jupiteru.
NASA

Zapomeňte na to, co jste si mysleli o Jupiteru. První vědecké výsledky jsou z kosmické lodi Juno NASA, v současné době na oběžné dráze kolem Jove. Zjištění byla dnes zveřejněna v dopisech o vědeckém a geofyzikálním výzkumu tohoto týdne spolu se salvou tiskových zpráv.

Pro začátek to byla tato okupující, nikdy předtím neviděná sekvence Jupiterových polární záře, zachycená Junovým ultrafialovým spektrografem. Dlouho sledovaná kometa vlevo je stopou elektromagnetického spojení s měsícem Io:

Junoova oběžná dráha to vezme kolem Jupiteru jednou za 53 dní, od perijových 2 000 km nad vrcholky jovianských oblaků, až po pět miliónů kilometrů (8 milionů km) za oběžnou dráhu Callisto. Původní plány požadovaly, aby Juno vstoupil na pevnější, 14denní oběžnou dráhu kolem Jupiteru, ale NASA se rozhodla udržet Juno na své současné počáteční záchytné oběžné dráze poté, co se anomálie motoru heliového ventilu objevila během hoření korekce kurzu loni v říjnu. Juno dokončí osm dalších plánovaných drah a získal krátký odklad, protože jeho konečné zneškodnění atmosférickým vstupem nastane až v červenci 2018.

Porovnání plynových obrů

Byla to vzrušující jízda, protože Juno podrobně podrobně zkoumá Jupitera z jednoho pole na druhý, a to ve větrné šestihodinové vědecké fázi. Juno dokončil svůj šestý průjezd perijovým začátkem tohoto týdne. Na rozdíl od toho, co Cassini vidí na svých velkých finálových drahách kolem Saturn, však póly Jupiteru jsou chaotické a složité.

Junoův rychlý a měnící se pohled, když přecházel z jednoho pólu Jupiteru na druhý přes perijové 19. května.
NASA / MSSS / SwRI / Gerald Eichstädt / Seán Doran

„Věděli jsme, že Jupiter vchází, že nám Jupiter hodí nějaké křivky, “ říká Scott Bolton (Southwest Research Institute) v tiskové zprávě NASA. „Ale teď, když jsme tady, zjišťujeme, že Jupiter může házet teplo, stejně jako klouby a klouzačky. Děje se toho tolik, že jsme nečekali, že musíme udělat krok zpět a začít přehodnotit z toho jako zcela nový Jupiter. “

Vířící bílá skvrna zachycená Juno 2. února.
NASA / MSSS / JPL / SwRI / Bjorn Jonsson

Doposud Juno poskytoval jedinečné pohledy na Jupiterovy póly, odhalující složité mračna a záhadné bílé ovály a cyklóny o velikosti Země. Pionýr 11 v roce 1974 a Ulyssesův přelet Jupitera v roce 1992 poskytovaly pouze další polární pohledy na Jupiter, a ty byly z mnohem větších vzdáleností.

Zde je zvýraznění prvních vědeckých poznatků Juno v Jupiteru:

Úplné video rotace disku Jupitera v infračerveném paprsku zachycené Junoovým nástrojem JIRAM.
NASA / JEP Connerney et al / Science

Atmosféra: Zvukový přístroj Juno's Microwave Radiometer ukazuje na robustní cyklování amoniakových mraků zahalujících planetu a na amoniakový meteorologický cyklus sahající hluboko pod vrcholky mraků. Tento proud amoniaku je evidentní, že závodí kolem Jupiterova rovníkového pásu - Jupiter se otáčí jednou za 10 hodin, což je nejrychlejší rotace jakékoli planety ve sluneční soustavě - ale Juno vidí, jak se tento amoniakový pás rozpíná hlouběji, než se očekávalo, do hloubky nejméně 300 km. Ve skutečnosti se hlavní oblak bohatý na amoniak poblíž severního rovníkového pásu podobá větší verzi cirkulace Hadleyho buněk pozorované v rovníkových oblastech Země.

Co pohání vířící bouře poblíž Jupiterových pólů a proč se severní pól planety dramaticky liší od jihu? „Ptáme se, zda se jedná o dynamický systém, “ říká v nedávné tiskové zprávě Bolton. "Vidíme jen jednu fázi a v příštím roce se budeme dívat, jak to zmizí, nebo je to stabilní konfigurace a tyto bouře obíhají kolem sebe?"

Je možná revize učebnice „slice of Jupiter“? Horní meteorologická vrstva versus možné hluboké skalnaté jádro.
NASA / JPL / SwRI

Gravitační pole: Oběžná dráha Juno z něj činí ideální platformu pro naplnění rozsahu gravitačního pole Jupitera, což vědcům dává šanci pochopit vnitřní strukturu planety. Pečlivým sledováním Junovho pohybu mohou inženýři zpět na Zemi detekovat nepatrné změny přitažlivé síly planety na kosmickou loď.

Předchozí modely představovaly ostré vymezení mezi přechodovými vrstvami, přičemž možná kovové jádro kapalného vodíku obklopovalo bizarní vysokotlakou zónu srážení heliem. Junoova předběžná zjištění však toto tvrzení zpochybňují a místo toho navrhují velké, ale nejasné „nejasné“ jádro zředěné vrstvami, které se vzájemně mísí. Pochopení toho, zda má Jupiter pevné jádro, je klíčovým tajemstvím planetární formace.

Jupiterovo hrudkovité magnetické pole ze severu na jih. Černá čára představuje stopu na Jupiteru přímo pod kosmickou lodí během jednoho z jejích průchodů perijovými.
NASA / MSSS / SwRI / Caltech

Nakonec Juno přinesla další překvapení. Jupiterovo magnetické pole je nejen téměř dvakrát tak silné, jak se očekávalo na místech, ale není uniformní. Tyto výsledky pocházejí z Junoho magnetometru a mikrovlnného radiometru. Konkrétně vrcholy intenzity pole se blíží 8 až 9 gaussům, což je téměř dvojnásobek očekávaných 5 gaussů. Magnetické pole Země je ubohé 0, 3 až 0, 7 gauss: pro srovnání, typický magnet lednice má pole asi 50 gauss, silný na krátké vzdálenosti. Juno také zaznamenal odchylky v mapě magnetického pole obklopující Jupitera až do 2 gaussů. To silně naznačuje, že dynamo vytvářející pole je relativně mělké, spíše než hluboce usazený motor pohánějící magnetické pole vycházející z jádra Země.

A zblízka po terminátoru Jupitera od 27. března, ukazuje "STB Spectre" funkce (modrý pruh, pravá polovina obrázku).
NASA / MSSS / Caltech / SwRI / Roman Tkachenko

Záření: Mise poskytla další jedinečné plus, s nádhernými pohledy na polární záře na obou pólech Jupiteru. Huberův kosmický dalekohled viděl jovianskou auroru a Juno je nyní zaznamenal zblízka, spolu s půdorysem výkonné trubice toku Io, která sahá od nejvnitřnějšího galilejského měsíce. JunoCam a jovianský infračervený Auroral Mapper (JIRAM) jsou špičkovými nástroji sledujícími jovianskou polární záře.

Juno zatím prozkoumal intenzivní radiační pole obklopující Jupitera relativně nezraněné. Hlavní autobus kosmické lodi je stíněn v robustním titanovém krytu.

Juno je první mise vnějšího solárního systému poháněná třemi solárními panely namísto generátoru plutonia. A ty panely jsou obrovské, každý dlouhý 9 metrů. Inženýři si všimli „světelných paprsků“, které se pohybovaly po zorném poli Junoovy navigační hvězdné kamery, které byly sledovány zpět k dopadům mikrometeoroidů podél tří obrovských solárních panelů. Stejně jako v případě LISA Pathfinder si vědci brzy uvědomili, že Juno může také sloužit jako detektor mikrometeoroidů, největší vůbec letěl.

Ale to není všechno, co sledovali hvězdy. Podívejte se na jovianský prstencový systém, který byl poprvé spatřen z pohledu planety:

První pohled na Jupiterovy jemné kroužky, dívající se zevnitř ven. Pozorovatelé, kteří byli zajati hvězdnou referenční jednotkou Juno SRU-1, si všimnou asterismu pásu Orion (vpravo dole) a jasné hvězdy Betelgeuse (těsně nad prstenem).
NASA / MSSS / Caltech / SwRI

Určitě přijde více vědy, protože vědci analyzují Juno data. Do této vzrušující mise zbývá něco přes rok, abychom odhalili tajemství největší planety sluneční soustavy.