Sonda kosmiczna Juno NASA „słyszy” księżyc Jowisza Ganimedes — posłuchaj dramatycznego przelotu kuli lodowej

To zdjęcie z JunoCam przedstawia dwie duże, wirujące burze Jowisza, wykonane podczas 38. przejścia Juno na peryhelium, 29 listopada 2021 r. Źródło: NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS Przetwarzanie obrazu: Kevin M. Gill CC BY

Ścieżka dźwiękowa została zebrana podczas Jowisz Przelot Ganimedesa misji oferuje ekscytującą podróż. Jest to jedno z najważniejszych zadań, jakie krótko podzielili badacze ekspedycji na jesiennym posiedzeniu Amerykańskiej Unii Geofizycznej.

Dźwięki z lotu Ganimedesa, pola magnetyczne i fascynujące porównania między oceanami i atmosferami Jowisza i Ziemi są omawiane podczas dzisiejszego briefingu na temat NASAMisja Juno do Jowisza na jesiennym spotkaniu Amerykańskiej Unii Geofizycznej w Nowym Orleanie.

Główny badacz Juno, Scott Bolton z Southwest Research Institute w San Antonio, nagrał 50-sekundową ścieżkę dźwiękową utworzoną na podstawie danych zebranych podczas bliskiego lotu misji na księżyc Jovian Ganimedes 7 czerwca 2021 roku. Narzędzie Fal JunoDostrojeni elektrycznymi i magnetycznymi falami radiowymi wytwarzanymi w magnetosferze Jowisza zebrali dane o tych emisjach. Jego częstotliwość została następnie przekształcona w zakres wokalny, aby stworzyć ścieżkę dźwiękową.

„Ta ścieżka dźwiękowa jest na tyle dzika, że ​​czujesz się, jakbyś jechał, gdy Juno przepływa obok Ganimedesa po raz pierwszy od ponad dwóch dekad” – powiedział Bolton. „Jeśli wsłuchasz się uważnie, możesz usłyszeć nagłą zmianę wyższych częstotliwości w połowie nagrania, co oznacza wejście w inny region magnetosfery Ganimedesa”.

Emisje radiowe zebrane podczas Juno 7 czerwca 2021 r., gdy leci nad księżycem Jowisza Ganimedesem, są pokazywane zarówno wizualnie, jak i akustycznie. źródło: NASALaboratorium Napędów Odrzutowych-Caltech/SwRI/Iowa State University
Trwa szczegółowa analiza i modelowanie danych falowych. William Kurth powiedział ze strony Uniwersytet w Iowa W Iowa City, współkierownik śledztwa w śledztwie Waves.

W czasie najbliższego podejścia Juno do Ganimedesa — podczas 34. lotu misji wokół Jowisza — statek kosmiczny znajdował się w odległości 1038 km od powierzchni Księżyca i poruszał się ze względną prędkością 41 600 mil na godzinę (67 000 km/h).

Jowisz magnetyczny

Jack Conerney z NASA Goddard Space Flight Center w Greenbelt w stanie Maryland jest głównym badaczem magnetometru Juno i zastępcą głównego badacza misji. Jego zespół stworzył najbardziej szczegółową mapę pola magnetycznego Jowisza, jaką kiedykolwiek uzyskano.

Skompilowana na podstawie danych zebranych z 32 orbit podczas głównej misji Juno, mapa zapewnia nowy wgląd w tajemniczą Wielką Niebieską Plamę gazowego giganta, anomalię magnetyczną na równiku planety. Dane z Juno wskazują na zmianę pola magnetycznego gazowego olbrzyma w ciągu pięciu lat na orbicie sondy oraz na to, że Wielka Niebieska Plama dryfuje na wschód z prędkością około 2 cali (4 cm) na sekundę w stosunku do reszty Jowisza. W głębi lądu planeta owinięta w około 350 lat.

To zdjęcie księżyca Jowisza Ganimedesa zostało wykonane przez fotografa JunoCam na pokładzie sondy Juno NASA podczas przelotu lodowego księżyca 7 czerwca 2021 r. Źródło: NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS

Dla kontrastu, Wielka Czerwona Plama – długotrwały cyklon atmosferyczny położony na południe od równika Jowisza – dryfuje na zachód w stosunkowo szybkim segmencie, okrążając planetę w około cztery i pół roku.

Ponadto nowa mapa pokazuje, że wiatry strefowe Jowisza (strumienie odrzutowe, które biegną ze wschodu na zachód i z zachodu na wschód, dając Jowiszowi charakterystyczny wygląd) rozbijają Wielką Niebieską Plamę. Oznacza to, że wiatry mierzonego obszaru na powierzchni planety docierają głęboko do wnętrza planety.

Nowa mapa pola magnetycznego pozwala naukowcom z Juno dokonywać porównań z polem magnetycznym Ziemi. Dane zespołu wskazują, że ruch dynama – mechanizmu, za pomocą którego ciało niebieskie generuje pole magnetyczne – we wnętrzu Jowisza zachodzi w metalicznym wodorze, poniżej warstwy, która wyraża „deszcz helowy”.

Dane zbierane przez Juno w trakcie rozszerzona misja Może również ujawnić tajemnice oddziaływania dynama nie tylko na Jowisza, ale także na inne planety, w tym Ziemię.

Oceany Ziemi, atmosfera Jowisza

Lia Siegelman, oceanograf fizyczny i adiunkt w Scripps Institution of Oceanography na Uniwersytecie Kalifornijskim w San Diego, postanowiła zbadać dynamikę atmosfery Jowisza po zauważeniu, że cyklony na biegunie Jowisza wydają się mieć podobieństwa z wirami oceanicznymi, podczas których badali. czas jako doktorant.

„Kiedy zobaczyłem bogactwo turbulencji wokół huraganów Jovian, ze wszystkimi nitkami i mniejszymi wirami, przypomniało mi to turbulencje, które widzisz w oceanie wokół wirów” – powiedział Siegelman. Jest to szczególnie widoczne na zdjęciach satelitarnych o wysokiej rozdzielczości wirów w oceanach Ziemi, ujawnionych przez zakwity planktonu, które działają jak tropiciel przepływu.

Uproszczony model bieguna Jowisza pokazuje, że geometryczne wzory wirów, takie jak te obserwowane na Jowiszu, pojawiają się spontanicznie i pozostają na zawsze. Oznacza to, że podstawowa konfiguracja geometryczna planety umożliwia formowanie się tych intrygujących struktur.

Chociaż system energetyczny Jowisza jest znacznie większy niż ziemski, zrozumienie dynamiki atmosfery Jowisza może pomóc nam zrozumieć mechanizmy fizyczne, które odgrywają rolę na naszej planecie.

Uzbrajanie Perseusza

Zespół Juno opublikował również najnowsze zdjęcie słabego pierścienia pyłu Jowisza, wykonane z wnętrza pierścienia, obserwowane przez kamerę nawigacyjną Stellar Reference Unit. Najjaśniejsze cienkie pasma i przyległe ciemne obszary na zdjęciu są związane z pyłem z dwóch małych księżyców Jowisza, Metisa i Adrastei. Obraz przedstawia również ramię konstelacji Perseusza.

„To zdumiewające móc patrzeć na te znajome konstelacje ze statku kosmicznego oddalonego o pół miliarda mil” – powiedziała Heidi Becker, główny badacz Juno Stellar Reference Module w NASA Jet Propulsion Laboratory w Pasadenie. „Ale prawie wszystko wygląda tak samo, kiedy doceniamy je z naszych własnych podwórek na Ziemi. To niesamowite przypomnienie, jak mali jesteśmy i ile zostało nam do odkrycia.”

Ten widok artysty pokazuje Juno nad północnym biegunem Jowisza, ze świecącą zorzą polarną. Pole magnetyczne Jowisza otacza planetę. Fala radiowa z zorzy pojawia się przechodząc przez statek kosmiczny, gdzie zostaje przechwycona przez sondę falową, której czujniki są podświetlone na jasnozielony kolor. źródło: NASA

Fale Juno

Fale mierzą radio i osocze fale w magnetosferze Jowisza, co pomaga nam zrozumieć interakcje między polem magnetycznym planety a atmosferą i magnetosferą. Fale zwracają również szczególną uwagę na aktywność związaną z zorzą polarną.

Magnetosfera Jowisza, masywny bąbel utworzony przez pole magnetyczne planety, zatrzymuje plazmę, naładowany elektrycznie gaz. Aktywność w tej plazmie, która wypełnia magnetosferę, emituje fale, które może wykryć tylko instrument taki jak fale.

Ponieważ plazma przewodzi prąd, zachowuje się jak gigantyczny obwód, łączący jeden region z drugim. Aktywność można zatem wyczuć na jednym końcu magnetosfery gdzie indziej, co pozwala Juno obserwować procesy zachodzące w całym tym gigantycznym regionie przestrzeni wokół Jowisza. Fale radiowe i plazmy poruszają się w przestrzeni wokół wszystkich gigantycznych egzoplanet, a poprzednie misje były wyposażone w podobne instrumenty.

Juno Waves składa się z dwóch czujników; Jeden wykrywa składową elektryczną fal radiowych i plazmy, a drugi jest wrażliwy na składową magnetyczną fal plazmowych. Pierwszy czujnik, zwany elektryczną anteną dipolową, był anteną w kształcie litery V, cztery metry od czubka do czubka — podobnie do anten z uszami królika, które były powszechne w telewizorach. Antena magnetyczna – zwana magnetyczną cewką poszukiwawczą – składa się ze zwoju cienkiego drutu owiniętego 10 000 razy wokół rdzenia o długości 6 cali (15 cm). Cewka wyszukiwania mierzy fluktuacje magnetyczne w zakresie częstotliwości audio.

Więcej o misji

Jet Propulsion Laboratory, oddział Kalifornijskiego Instytutu Technologii w Pasadenie w Kalifornii, kieruje misją Juno dla głównego badacza Scotta J. Boltona z Southwest Research Institute w San Antonio. Juno jest częścią programu NASA New Frontiers, który jest zarządzany w Centrum Lotów Kosmicznych Marshalla w Huntsville w stanie Alabama dla Dyrekcji Misji Naukowych agencji w Waszyngtonie. Firma Lockheed Martin Space w Denver zbudowała i obsługiwała statek kosmiczny.