Sonda Juno i wycieczka po północnym biegunie Jowisza w podczerwieni

Naukowcy pracujący w ramach misji sondy Juno do Jowisza opublikowali trójwymiarowy film przedstawiający gęsto upakowane cyklony antycyklony okupujące biegunowe obszary planety oraz pierwszy szczegółowy obraz dynamo, czy też silnika, napędzającego pole magnetyczne każdej z planet poza Ziemią. To tylko niektóre z wyników misji przedstawionych w dniu wczorajszym (11.04.201) podczas Zgromadzenia Ogólnego Europejskiej Unii Geonauk w Wiedniu.

Naukowcy misji Juno wykorzystali dane zebrane za pomocą instrumentu JIRAM (Jovian InfraRed Auroral Mapper) i stworzyli z nich trójwymiarowe wideo przelotu nad północnym biegunem Jowisza. JIRAM rejestruje promieniowanie pochodzące z głębokiego wnętrza planety tak w ciągu dnia jak i nocy. Instrument ten bada warstwę znajdującą się  50 do 70 kilometrów poniżej górnej warstwy chmur Jowisza. Powstałe w ten sposób dane pozwolą naukowcom zrozumieć siły pracujące na tej animacji – północny biegun planety zdominowany jest przez cyklon centralny otoczony ośmioma cyklonami okołobiegunowymi o średnicach od 4000 do 6000 km.

„Przed sondą Juno mogliśmy jedynie zgadywać jak będą wyglądały bieguny Jowisza” mówi Alberto Adriani, jeden z badaczy misji Juno z Institute for Space Astrophysics and Planetology w Rzymie. „Teraz, dzięki temu, że Juno przelatuje nad biegunami w niewielkiej odległości, możemy zebrać naprawdę szczegółowe obraz układów pogodowych w tych rejonach”.

Kolejnym z omawianych podczas briefingu programów badawczych były ostatnie próby zrozumienia składu wnętrza  gazowego olbrzyma. Jednym z największych osiągnięć w tym zakresie jest zrozumienie rotacji głębokiego wnętrza planety.

„Przed sondą Juno nie potrafiliśmy odróżnić od siebie ekstremalnych modeli rotacji wnętrza Jowisza, z których wszystkie pasowały do danych zebranych w trakcie obserwacji prowadzonych z Ziemi jak i innych sond kosmicznych” mówi Tristan Guillot, badacz misji Juno z Universite Cote d’Azur w Nicei. „Jednak Juno jest inna – sonda krąży wokół planety od bieguna do bieguna i zbliża się do niej bardziej niż jakakolwiek sonda wcześniej. Dzięki rewelacyjnemu wzrostowi dokładności danych grawitacyjnych misji, praktycznie udało nam się rozwiązać kwestię wewnętrznej rotacji Jowisza: strefy i pasy, które widzimy w atmosferze rotujące z różnymi prędkościami sięgają na temat 3000 kilometrów wewnątrz planety.

„W tym miejscu wodór staje się przewodzący na tyle, że daje się wciągnąć w niemal jednorodną rotację przez silne pole magnetyczne planety”.

Dane wykorzystane do zbadania rotacji Jowisza zawierają także informację o budowie i składzie chemicznym wnętrza planety. Brak wiedzy o rotacji wnętrza planety bardzo ograniczał naszą zdolność badania głębokiego wnętrza. „Teraz możemy naprawdę zacząć nasze badania i określić skład chemiczny wnętrza największej planety Układu Słonecznego” mówi Guillot.

Podczas spotkania, zastępca głównego badacza misji Jak Connerney z Space Research Corp. w Annapolis w stanie Maryland zaprezentował pierwszy szczegółowy obraz dynamo napędzającego pole magnetyczne Jowisza.

Connerney wraz ze współpracownikami stworzył nowy model pola magnetycznego opierając się przy tym na pomiarach wykonanych w ciągu ośmiu okrążeń Jowisza. Z zebranych danych naukowcy stworzyli mapy pola magnetycznego na powierzchni oraz w regionie pod powierzchnią, gdzie swoje źródło ma dynamo. Ponieważ Jowisz jest gazową planetą, to za powierzchnię uważa się promień planety czyli około 71 450 kilometrów.

Owe mapy stanowią znaczący postęp w naszej wiedzy i pozwolą zespołowi naukowemu zaplanować pozostałe obserwacji sondy.

„Dowiadujemy się, że pole magnetyczne Jowisza nie przypomina niczego co widzieliśmy wcześniej” mówi Connerney. „Badania otoczenia magnetycznego Jowisza stanowią początek nowej ery badań dynam planetarnych”.

Mapa źródła dynama, którą zespół Connerneya stworzył odkrywa przed nami nieoczekiwane nieregularności, regiony o zaskakującej intensywności pola magnetycznego i dowodzi, że pole magnetyczne Jowisza jest bardziej złożone na półkuli północnej niż południowej. Mniej więcej w połowie drogi między równikiem i biegunem północnym znajduje się obszar, w którym pole magnetyczne jest intensywne i dodatnie. Otoczony jest on obszarami mniej intensywnymi i ujemnymi. Na półkuli południowej jednak pole magnetyczne jest stale ujemne i staje się tym coraz intensywniejsze im bardziej oddalamy się od równika, a zbliżamy do bieguna.

Badacze wciąż starają się zrozumieć dlaczego widzą takie różnice w planecie, która jest mniej lub bardziej płynna.

„Juno dopiero zrealizowała jedną trzecią zaplanowanego programu mapowania, a już zaczynamy odkrywać informacje o pracy dynamo we wnętrzu Jowisza” mówi Connerney. „Nie możemy się doczekać danych z pozostałych orbit”.