Stare dane, nowe odkrycia: sonda Galileo wciąż zaskakuje

Daleko w Układzie Słonecznym, w miejscu, w którym Ziemia wydaje się być tylko bladoniebieską kropką, sonda Galileo spędziła osiem lat krążąc wokół Jowisza. W tym czasie, dzielna sonda – nieco większa od żyrafy – przesłała na Ziemię ogrom informacji dotyczących księżyców gazowego olbrzyma, włącznie z danymi obserwacyjnym obejmującymi środowisko magnetyczne wokół Ganimedesa, które okazało się wyraźnie różne od pola magnetycznego Jowisza. Misja sondy Galileo zakończyła się w 2003 roku, ale nowo odtworzone dane z pierwszego przelotu sondy w pobliżu Ganimedesa pozwoliły naukowcom wyciągnąć z nich nowe informacje o otoczeniu tego księżyca – które nie przypomina niczego innego spotykanego w układzie słonecznym.

„Wracamy ponad 20 lat, aby na nowo przyjrzeć się niektórym nigdy niepublikowanym danym i dokończyć tę historię”, mówi Glyn Collinson, główna autorka najnowszego artykułu dotyczącego magnetosfery Ganimedesa. „Okazało się, że jest jeszcze jeden element, o którym jak dotąd nikt nie wiedział.”

Nowe wyniki wskazują na burzliwe środowisko: cząstki wybijane z lodowej powierzchni księżyca w wyniku deszczu plazmy i silnych przepływów plazmy między Jowiszem a Ganimedesem związanych z wybuchowymi zdarzeniami magnetycznymi, do których dochodzi między otoczeniem magnetycznym Jowisza i Ganimedesa. Naukowcy uważają, że te obserwacje mogą stanowić klucz do tajemnic tego księżyca takich jak chociażby niezwykle jasne zorze na Ganimedesie.

W 1996 roku, wkrótce po dotarciu do Jowisza, sonda Galileo dokonała zaskakującego odkrycia: Ganimedes posiada własne pole magnetyczne. Podczas gdy większość planet w Układzie Słonecznym posiada pole magnetyczne – tak zwaną magnetosferę – nikt nie oczekiwał go wokół księżyca.

Między 1996 a 2000 rokiem, Galileo wykonało sześć celowanych przelotów w pobliżu Ganimedesa, zbierając za pomocą licznych instrumentów dane o jego magnetosferze. Wśród wykorzystanych instrumentów był PLS (Plasma Subsystem), który mierzył gęstość, temperaturę i kierunek plazmy – wzbudzonego, elektrycznie naładowanego gazu – przepływającego przez otoczenie wokół sondy Galileo. Nowe wyniki, niedawno opublikowane w periodyku Geophysical Research Letters, odsłaniają interesujące szczegóły dotyczące unikalnej struktury tej magnetosfery.

Wiemy, że ziemska magnetosfera – oprócz „obsługiwania” kompasów i powodowania zórz polarnych – jest niezwykle istotna w utrzymywaniu życia na naszej planecie, bowiem chroni naszą planetę przed promieniowaniem docierającym tu z przestrzeni kosmicznej. Niektórzy naukowcy uważają, że ziemska magnetosfera była także jednym z warunków pojawienia się życia na naszej planecie. Badanie magnetosfer w układie słonecznym nie tylko pozwala nam dowiedzieć się więcej o procesach fizycznych wpływających na otoczenie magnetyczne Ziemi, ale także pozwala nam zrozumieć atmosfery otaczające potencjalnie sprzyjające życiu planety w innych układach planetarnych.

Magnetosfera Ganimedesa stanowi okazję zbadania unikalnego otoczenia magnetycznego zanurzonego w dużo większej od niego magnetosferze Jowisza. Dzięki temu, że magnetosfera Ganimedesa jest zanurzona w magnetosferze Jowisza, jest ona chroniona przed wiatrem słonecznym, przez co jej kształt wyraźnie różni się od innych magnetosfer w Układzie Słonecznym. Zazwyczaj magnetosfery kształtowane są przez ciśnienie naddźwiękowych cząstek wiatru słonecznego przelatujących w ich pobliżu. Ale w przypadku Ganimedesa, to stosunkowo wolniejsza plazma krążąca wokół Jowisza kształtuje magnetosferę, która przyjmuje kształt rogu rozciągający się od księżyca w kierunku jego orbity wokół planety.

Przelatując w pobliżu Ganimedesa, sonda Galileo bezustannie była atakowana przez wysokoenergetyczne cząstki. Cząstki plazmy przyspieszane przez jowiszową magnetosferę, bezustannie docierają na bieguny Ganimedesa, gdzie pole magnetyczne  kieruje je w stronę powierzchni.

Ciągły strumień plazmy krążącej wokół Jowisza i docierający do powierzchni Ganimedesa, wybija z jego powierzchni wiele cząstek. Ich badanie może nam powiedzieć wiele o bardzo cienkiej atmosferze otaczającej ten księżyc” mówi Bill Paterson z NASA Goddard, współautor badania, który także pracował w zespole PLS podczas misji Galileo.

Ganimedes posiada zorze polarne tak samo jak Ziemia. Niemniej jednak w przeciwieństwie do niej, cząstki powodujące zorze na Ganimedesie pochodzą  z plazmy  otaczającej Jowisza, a nie z wiatru słonecznego. Analizując dane, naukowcy zauważyli, że podczas pierwszego przelotu w pobliżu Ganimedesa, sonda Galileo szczęśliwie przeleciała tuż nad regionem zorzy co widać w ilości jonów docierających na powierzchnię czapy polarnej księżyca. Porównując miejsce, w którym pojawiły się jony z danymi z teleskopu Hubble’a, naukowcy byli w stanie dokładnie ustalić precyzyjne położenie strefy zórz, co może pozwolić im rozwiązać takie tajemnice jak cząstki, które powodują ich powstawanie.

Źródło: NASA Goddard Space Flight Center