Juno-missionen til Jupiter leverer første videnskabelige resultater

NASAs Juno-mission, ledet af Southwest Research Institutes Dr. Scott Bolton, omskriver det, forskerne troede, de vidste om Jupiter specifikt, og gasgiganter generelt, ifølge et par Videnskab papirer udgivet i dag. Juno-rumfartøjet har været i kredsløb om Jupiter siden juli 2016, bestå inden for 3, 000 miles af de ækvatoriale skytoppe.

"Det, vi har lært indtil videre, er jordskælvende. Eller skal jeg sige, Jupiter-splintrende, " sagde Bolton, Junos hovedefterforsker. "Opdagelser om dens kerne, sammensætning, magnetosfære, og pæle er lige så fantastiske som de fotografier, missionen genererer."

Det soldrevne rumfartøjs otte videnskabelige instrumenter er designet til at studere Jupiters indre struktur, atmosfære, og magnetosfæren. To instrumenter udviklet og ledet af SwRI arbejder sammen for at studere Jupiters nordlys, det største lysshow i solsystemet. The Jovian Auroral Distributions Experiment (JADE) er et sæt sensorer, der detekterer elektroner og ioner, der er forbundet med Jupiters nordlys. Ultraviolet Imaging Spectrograph (UVS) undersøger nordlyset i UV-lys for at studere Jupiters øvre atmosfære og de partikler, der kolliderer med den. Forskere forventede at finde ligheder med Jordens nordlys, men jovianske nordlysprocesser viser sig at være gådefulde.

"Selvom mange af observationerne har jordiske analoger, det ser ud til, at forskellige processer er i gang med at skabe nordlys, " sagde SwRI's Dr. Phil Valek, JADE instrumentledning. "Med JADE har vi observeret plasmaer, der vokser op fra den øvre atmosfære for at hjælpe med at befolke Jupiters magnetosfære. de energiske partikler forbundet med jovianske nordlys er meget forskellige fra dem, der driver de mest intense nordlysudledninger på Jorden."

Også overraskende, Jupiters signaturbånd forsvinder nær dens poler. JunoCam-billeder viser en kaotisk scene med hvirvlende storme op til størrelsen af ​​Mars, der tårner sig op over en blålig baggrund. Siden de første observationer af disse bælter og zoner for mange årtier siden, videnskabsmænd har undret sig over, hvor langt under gasgigantens hvirvlende facade disse funktioner fortsætter. Junos mikrobølgeinstrument afslører, at aktuelle vejrfænomener strækker sig dybt under skytoppene, til tryk på 100 bar, 100 gange Jordens lufttryk ved havoverfladen.

"Imidlertid, der er en nord-syd asymmetri. Dybden af ​​båndene er ulige fordelt, " sagde Bolton. "Vi har observeret en smal ammoniak-rig fane ved ækvator. Det ligner en dybere, bredere version af luftstrømmene, der stiger fra Jordens ækvator og genererer passatvindene."

Juno kortlægger Jupiters gravitations- og magnetfelter for bedre at forstå planetens indre struktur og måle kernens masse. Forskere tror, ​​at en dynamo - en roterende, konvektion, elektrisk ledende væske i en planets ydre kerne - er mekanismen til at generere de planetariske magnetfelter.

"Junos tyngdefeltmålinger adskiller sig væsentligt fra, hvad vi forventede, hvilket har betydning for fordelingen af ​​tunge elementer i det indre, inklusive eksistensen og massen af ​​Jupiters kerne, " sagde Bolton. Størrelsen af ​​det observerede magnetfelt var 7.766 Gauss, væsentligt stærkere end forventet. Men den virkelige overraskelse var den dramatiske rumlige variation i feltet, hvilket var væsentligt højere end forventet nogle steder, og markant lavere hos andre. "Vi karakteriserede feltet for at vurdere dybden af ​​dynamo-regionen, tyder på, at det kan forekomme i et molekylært hydrogenlag over den trykinducerede overgang til den metalliske tilstand."

Disse foreløbige videnskabelige resultater blev offentliggjort i to artikler i en specialudgave af Videnskab . Bolton er hovedforfatter af "Jupiters indre og dybe atmosfære:Den indledende pol-til-pol passerer med Juno-rumfartøjet." SwRI's Dr. Frederic Allegrini, Dr. Randy Gladstone, og Valek er medforfattere til "Jupiters magnetosfære og nordlys observeret af Juno-rumfartøjet under dets første polarbaner"; hovedforfatter er Dr. John Connerney fra Space Research Corporation.

Juno er den anden mission udviklet under NASAs New Frontiers Program. Den første var den SwRI-ledede New Horizons-mission, som gav det første historiske kig på Pluto-systemet i juli 2015 og nu er på vej mod et nyt mål i Kuiperbæltet. NASA's Jet Propulsion Laboratory i Pasadena, Californien, administrerer Juno-missionen for hovedefterforskeren, SwRI's Bolton. Lockheed Martin fra Denver byggede rumfartøjet. Den italienske rumfartsorganisation bidrog med et infrarødt spektrometerinstrument og en del af det radiovidenskabelige eksperiment.