Slående Gemini-billeder peger Juno-rumfartøjet mod opdagelse

Meget detaljerede Gemini Observatory-billeder skræller Jupiters atmosfæriske lag tilbage for at støtte NASA/JPL Juno-rumfartøjet i dets søgen efter at forstå den gigantiske planets atmosfære.

Højopløselig billeddannelse af Jupiter ved Gemini North-teleskopet på Maunakea informerer Juno-missionen om overbevisende begivenheder i Jupiters atmosfære. "Tvillingernes observationer, strækker sig over det meste af første halvdel af dette år, har allerede afsløret en skatkammer af fascinerende begivenheder i Jupiters atmosfære, " sagde Glenn Orton, PI for denne Gemini adaptive optikundersøgelse og koordinator for jordbaserede observationer, der understøtter Juno-projektet på Caltechs Jet Propulsion Laboratory.

"Tilbage i maj, Tvillingerne zoomede ind på spændende funktioner i og omkring Jupiters store røde plet:inklusive en hvirvlende struktur på indersiden af ​​stedet, et mærkeligt kroglignende skytræk på dens vestlige side og en lang, finstruktureret bølge, der strækker sig ud fra dens østlige side, " tilføjer Orton. "Begivenheder som denne viser, at der stadig er meget at lære om Jupiters atmosfære – kombinationen af ​​jordbaserede observationer og rumfartøjsobservationer er et kraftfuldt et-to-slag til at udforske Jupiter."

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

Næste op:Junos tætte passager til Jupiter den 11. juli, 2017. "Tvillingobservationer, som allerede er i gang for forbiflyvningen i juli, hjælper med at guide vores planer for denne passage, " sagde Orton. Han tilføjer, at de typer lys, Gemini fanger, giver et kraftfuldt indblik i lagene af Jupiters atmosfære og giver et 3-dimensionelt udsyn til Jupiters skyer. Blandt spørgsmålene, Juno undersøger, omfatter dårligt forståede atmosfæriske bølger på planeten skala syd for ækvator. "Vi er ikke sikre på, om disse bølger kan ses på højere breddegrader, " sagde Orton. "Hvis det er tilfældet, kan det hjælpe os til at forstå fænomener i Jupiters cirkulation, som er ret forvirrende."

"Wow – flere bemærkelsesværdige billeder fra det adaptive optiksystem hos Gemini!" sagde Chris Davis, Program Officer for Gemini hos National Science Foundation (NSF), en af ​​fem agenturer, der driver observatoriet. "Det er fantastisk at se denne kraftfulde kombination af jord- og rumbaserede observationer, og de to agenturer, NSF og NASA, arbejder sammen om sådanne videnskabeligt vigtige opdagelser."

Gemini-observationerne bruger specielle filtre, der fokuserer på specifikke lysfarver, der kan trænge ind i den øvre atmosfære og skyer i Jupiter. Disse billeder er følsomme over for stigende absorption af blandinger af metan og brintgas i Jupiters atmosfære. "Tvillingbillederne giver vertikal følsomhed fra Jupiters skytoppe op til planetens nedre stratosfære, " ifølge Orton.

Observationerne anvender også adaptiv optikteknologi til væsentligt at fjerne forvrængninger på grund af turbulensen i jordens atmosfære og producere disse ekstremt højopløselige billeder. Specifikt, detaljerne, der er synlige i disse billeder af Jupiter, kan sammenlignes med at kunne se et træk på størrelse med Irland fra Jupiters nuværende afstand på omkring 600 millioner kilometer (365 millioner miles) fra Jorden.

Ud over billeder ved hjælp af adaptiv optikteknologi, et parallelt Gemini-program ledet af Michael Wong fra University of California, Berkeley, brugt et filter med længere bølgelængde, hvortil adaptiv optik ikke er nødvendig. For at få disse data blev der lavet flere billeder med korte eksponeringer, og de skarpeste billeder blev kombineret i behandlingen - en fremgangsmåde, der almindeligvis kaldes "lucky imaging." Billeder opnået med dette filter er hovedsageligt følsomme over for skyopacitet (blokerer lys) i trykområdet på 0,5 til 3 atmosfærer. "Disse observationer sporer lodrette strømme, der ikke kan måles på anden måde, oplyser vejret, klima og generel cirkulation i Jupiters atmosfære, " bemærker Wong. Dette billede er vist i figur 3.

Subaru Telescope leverede også simultan mellem-infrarød billeddannelse med sit COMICS-instrument - måling af planetens varmeoutput i et spektralområde, der ikke er dækket af Junos instrumentering, og producere data om sammensætning og skystruktur, der komplementerer både Juno- og Gemini-observationerne. For eksempel, de viser et meget koldt indre af den store røde plet, der er omgivet af et varmt område i sin periferi, indebærer opstrømmende luft i midten, der er omgivet af sænkning. De viser også en meget turbulent region nordvest for den store røde plet. Subaru-billedet er tilgængeligt på:juno.html" target="_blank"> phys.org/news/2017-06-mid-infr … e-juno.html .

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 – fra dens atmosfæriske egenskaber til vores forståelse af, hvordan Jupiter og andre planeter i det ydre solsystem dannet. Junos nyttelast på ni instrumenter kan undersøge den atmosfæriske sammensætning, temperatur, skydynamik samt egenskaberne ved Jupiters intense magnetfelter og nordlys.

Geminis nær-infrarøde billeder er særligt nyttige for Junos Jupiter Infrared Auroral Mapper (JIRAM). JIRAM tager billeder ved 3,5 og 4,8 mikron og spektre med moderat opløsning ved 2-5 mikron. Gemini-billederne giver en rumlig kontekst i høj opløsning for JIRAMs spektroskopiske observationer og dækker bølgelængder og områder af planeten, der ikke er observeret af JIRAM. De sætter også en øvre atmosfærisk begrænsning på Jupiters cirkulation i den dybe atmosfære bestemt af Junos mikrobølgeradiometer (MWR) eksperiment.