Mid-infrarøde billeder fra Subaru-teleskopet udvider Juno-rumfartøjets opdagelser

Billeder fra Subaru Telescope afslører vejret i Jupiters atmosfære i det mellem-infrarøde. De billeder, taget flere gange over flere måneder, støtte Juno rumfartøjsmission fra National Aeronautics and Space Administration (NASA). Denne artikel er en del af en fælles pressemeddelelse med dem fra Jet Propulsion Laboratory (JPL) ved California Institute of Technology og Gemini Observatory.

Højopløsnings termisk billeddannelse af Jupiter ved hjælp af det afkølede midt-infrarøde kamera og spektrometer (COMICS) monteret på Subaru-teleskopet på Maunakea leverer information, der udvider og forbedrer den information, som Juno-missionen indsamler i sin hidtil usete mission for at undersøge planetens indre og dyb atmosfærisk struktur sammen med detaljer om magnetosfæren og dens aurorale interaktioner med planeten. "Subaru -observationer af Jupiter hidtil i år har været tidsbestemt til at koordinere med den største fordel for Juno -missionen", sagde Glenn Orton, PI for den del af Keck-teleskopets udvekslingstid med Subaru-teleskopet og koordinator for jordbaserede observationer, der understøtter Juno-projektet på JPL.

"Under vores observationer fra maj 2017, der leverede realtidsunderstøttelse til Junos sjette perijove, vi fik billeder og spektre af den store røde plet og dens omgivelser. Vores observationer viste, at den store røde plet, den største kendte hvirvel i solsystemet, havde en kold og grumset indretning stigende mod midten, med en periferi, der var varmere og klarere. Dette indebar, at vindene voksede kraftigere mod dets centrum og aftog i periferien. En region mod nordvest var usædvanlig turbulent og kaotisk, med bånd, der var kolde og overskyede, vekslende med bånd, der var varme og klare bånd (figur 1). Denne region er, hvor luften på vej mod øst mod den store røde plet strømmer omkring den mod nord, hvor den møder en luftstrøm, der strømmer over den fra øst", tilføjer Orton. "Denne information vil give os mulighed for at bestemme den tredimensionelle struktur af vinde, der ellers kun spores i to dimensioner ved hjælp af skyfunktioner i reflekteret sollys." "En lang række filtre installeret i COMICS er fordelagtige ved registrering af Jupiters temperaturer i den øvre troposfære og i dens stratosfære, "bemærkede medforsker og Subaru Telescope-personalets astronom Takuya Fujiyoshi.

Juno har nu lavet fem nærbilleder af Jupiters atmosfære, den første var den 27. august, 2016 og den seneste (den sjette) den 19. maj 2017. Hver af disse tætte afleveringer har givet Junos videnskabsteam uventede overraskelser, og Juno-videnskabens tilbagevenden har nydt godt af en koordineret kampagne med jordbaseret støtte. Denne kampagne omfatter observationer fra rumfartøjer i nærheden af ​​eller kredser om Jorden, dækker røntgenstråler gennem synlige bølgelængder og jordbaserede observatorier, der dækker nær-infrarøde gennem radiobølgelængder.

Et andet sæt understøttende observationer, der var samtidige med Subaru-observationerne, blev foretaget af Gemini North-teleskopets NIRI-instrument, som afbildede Jupiter i det nær-infrarøde, måling af reflekteret sollys fra skyer og dispartikler i Jupiters øvre troposfære og nedre stratosfære - niveauer generelt højere i Jupiters atmosfære end de fleste af Subaru-målingerne, giver supplerende information. "Bred dækning af bølgelængder tilgængelig fra teleskoperne på Maunakea er således fordelagtig for undersøgelsen, " siger Fujiyoshi.

NASA Juno-rumfartøjet blev opsendt i august 2011 og begyndte at kredse om Jupiter i begyndelsen af ​​juli 2016. Et primært mål med missionen er at forbedre vores forståelse af Jupiter - ud fra dens atmosfæriske egenskaber, til vores forståelse af, hvordan Jupiter og andre planeter i det ydre solsystem dannede sig. Subarus mellem-infrarøde billeddannelse og spektroskopi med tegneserier er særligt nyttige for Junos instrument, ved at give oplysninger om temperaturfeltet og fordelingen af ​​ammoniak, et kondensat i Jupiter svarende til vand i Jordens atmosfære. Disse tjener som grænsebetingelser for fordelingen af ​​ammoniak på dette niveau og meget dybere i Jupiters atmosfære.

I hele kampagnen med jordbaseret support, Subaru-observationerne giver den højeste rumlige opløsning af Jupiters termiske output på grund af dens primære spejls størrelse på 8 meter. Til billederne af Jupiters store røde plet i maj 2017, Tegneserier kunne løse funktioner tæt på 1, 000 km opløsning af Junos MWR-eksperiment.

"Subaru-teleskopet leverede den højeste rumlige opløsning af opvarmning i Jupiters stratosfære fra nordlys-relaterede processer, bemærker co-PI Yasumasa Kasaba fra Tohoku University, Japan, som var PI for kollaborativ teleskoptid givet direkte af Subaru Telescope. Han bemærker også, "Denne opvarmning vil blive undersøgt og sammenlignet med aurorale fænomener i ultraviolet og nær-infrarød observeret af Juno og andre jordbaserede faciliteter, samt Hubble-rumteleskopet og JAXA Hisaki UV/EUV-rumteleskopet med Tohoku Universitets Haleakala-teleskop og mange andre." En komplet liste over observatorier, der er aktive i Juno, understøtter observationer og detaljer om deres observationer er givet på denne side.