Gamle data, nye tricks:Friske resultater fra NASAs Galileo-rumfartøj 20 år senere

Langt på tværs af solsystemet, hvorfra Jorden kun fremstår som en lyseblå prik, NASAs Galileo-rumfartøj brugte otte år på at kredse om Jupiter. I det tidsrum, det hjertelige rumfartøj – lidt større end en fuldvoksen giraf – sendte bølger af opdagelser tilbage på gasgigantens måner, herunder observation af et magnetisk miljø omkring Ganymedes, der var adskilt fra Jupiters eget magnetfelt. Missionen sluttede i 2003, men nyopståede data fra Galileos første forbiflyvning af Ganymedes giver ny indsigt om månens miljø - som er ulig noget andet i solsystemet.

"Vi vender nu tilbage over 20 år senere for at tage et nyt kig på nogle af de data, der aldrig blev offentliggjort, og afslutte historien, " sagde Glyn Collinson, hovedforfatter af et nyligt papir om Ganymedes magnetosfære på NASAs Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland. "Vi fandt ud af, at der var et helt stykke, ingen kendte til."

De nye resultater viste en stormfuld scene:partikler sprængtes af månens iskolde overflade som følge af indkommende plasmaregn, og stærke strømme af plasma skubbet mellem Jupiter og Ganymedes på grund af en eksplosiv magnetisk hændelse, der opstår mellem de to legemers magnetiske miljøer. Forskere mener, at disse observationer kan være nøglen til at låse op for månens hemmeligheder, som hvorfor Ganymedes nordlys er så lyse.

I 1996 kort efter ankomsten til Jupiter, Galileo gjorde en overraskende opdagelse:Ganymedes havde sit eget magnetfelt. Mens de fleste planeter i vores solsystem, inklusive Jorden, har magnetiske miljøer - kendt som magnetosfærer - ingen forventede, at en måne havde en.

Mellem 1996 og 2000 Galileo foretog seks målrettede forbiflyvninger af Ganymedes, med flere instrumenter, der indsamler data om månens magnetosfære. Disse omfattede rumfartøjets plasmaundersystem, eller PLS, som målte tætheden, temperatur og retning af plasmaet - ophidset, elektrisk ladet gas - der strømmer gennem miljøet omkring Galileo. Nye resultater, for nylig offentliggjort i tidsskriftet Geofysiske forskningsbreve , afsløre interessante detaljer om magnetosfærens unikke struktur.

Vi ved, at Jordens magnetosfære – ud over at hjælpe med at få kompasser til at fungere og forårsage nordlys – er nøglen til at opretholde liv på vores planet, fordi det hjælper med at beskytte vores planet mod stråling, der kommer fra rummet. Nogle videnskabsmænd mener, at Jordens magnetosfære også var afgørende for den indledende udvikling af liv, da denne skadelige stråling kan erodere vores atmosfære. At studere magnetosfærer i hele solsystemet hjælper ikke kun videnskabsmænd med at lære om de fysiske processer, der påvirker dette magnetiske miljø omkring Jorden, det hjælper os med at forstå atmosfæren omkring andre potentielt beboelige verdener, både i vores eget solsystem og udenfor.

Ganymedes magnetosfære giver mulighed for at udforske et unikt magnetisk miljø, der ligger inden for Jupiters meget større magnetosfære. Beliggende der, det er beskyttet mod solvinden, gør dens form anderledes end andre magnetosfærer i solsystemet. Typisk, magnetosfærer er formet af trykket fra supersoniske solvindpartikler, der strømmer forbi dem. Men ved Ganymedes, det relativt langsommere bevægelige plasma omkring Jupiter skulpturerer månens magnetosfære til en lang hornlignende form, der strækker sig foran månen i retning af dens kredsløb.

Flyver forbi Ganymedes, Galileo blev konstant ramt af højenergipartikler - et slag, som månen også er bekendt med. Plasma partikler accelereret af den jovianske magnetosfære, regner konstant ned på Ganymedes pæle, hvor magnetfeltet kanaliserer dem mod overfladen. Den nye analyse af Galileo PLS-data viste, at plasma blev sprængt af månens iskolde overflade på grund af den indkommende plasmaregn.

"Der er disse partikler, der flyver ud fra polarområderne, og de kan fortælle os noget om Ganymedes atmosfære, som er meget tynd, " sagde Bill Paterson, en medforfatter af undersøgelsen ved NASA Goddard, som tjente på Galileo PLS-holdet under missionen. "Det kan også fortælle os om, hvordan Ganymedes nordlys dannes."

Ganymedes har nordlys, eller nord- og sydlys, ligesom Jorden gør. Imidlertid, i modsætning til vores planet, partiklerne, der forårsager Ganymedes nordlys, kommer fra plasmaet omkring Jupiter, ikke solvinden. Ved analyse af data, forskerne bemærkede, at under dens første Ganymedes forbiflyvning, Galileo krydsede tilfældigt lige over Ganymedes nordlysområder, som det fremgår af ionerne, så den regne ned på overfladen af ​​månens polarkappe. Ved at sammenligne det sted, hvor de faldende ioner blev observeret med data fra Hubble, forskerne var i stand til at fastlægge den præcise placering af nordlyszonen, som vil hjælpe dem med at løse mysterier, såsom hvad der forårsager nordlyset.

Mens den sejlede rundt om Jupiter, Galileo fløj også tilfældigvis lige igennem en eksplosiv begivenhed forårsaget af sammenfiltring og snapping af magnetiske feltlinjer. Denne begivenhed, kaldet magnetisk genforbindelse, forekommer i magnetosfærer på tværs af vores solsystem. For første gang, Galileo observerede stærke strømme af plasma skubbet mellem Jupiter og Ganymedes på grund af en magnetisk genforbindelseshændelse, der fandt sted mellem de to magnetosfærer. Det menes, at denne plasmapumpe er ansvarlig for at gøre Ganymedes nordlys usædvanligt lyse.

Fremtidige undersøgelser af PLS-data fra det møde kan endnu give ny indsigt relateret til underjordiske oceaner, som tidligere er blevet fastslået at eksistere inden for månen ved hjælp af data fra både Galileo og Hubble-rumteleskopet.