Jowisz to ogromna planeta, ale jej magnetosfera jest niesamowicie masywna. Rozciąga się na prawie 5 milionów kilometrów (3 miliony mil) szerokości, 150 razy szerszy niż sam Jowisz i prawie 15 razy szerszy niż Słońce, co czyni go jedną z największych struktur w Układzie Słonecznym.
„Gdybyś spojrzał w górę na nocne niebo i gdybyśmy mogli zobaczyć zarys magnetosfery Jowisza, byłby on mniej więcej wielkości Księżyca na naszym niebie”, powiedział Jack Connerney, zastępca głównego badacza i szef magnetometru Juno zespół. „To bardzo duża funkcja w naszym Układzie Słonecznym i szkoda, że jej nie widzimy”.
Ale statek kosmiczny Juno wkrótce zmieni nasze rozumienie magnetosfery Jowisza i pozwoli naukowcom „zobaczyć” po raz pierwszy pole magnetyczne Jowisza.
A dzisiaj NASA ogłosiła, że Juno wszedł w pole magnetyczne Jowisza. Posłuchaj poniższego wideo, gdy statek kosmiczny zbierał dane, gdy przekroczył wstrząs dziobowy:
Magnetosfera to obszar przestrzeni wokół planety, kontrolowany przez pole magnetyczne planety. Im silniejsze pole magnetyczne, tym większa magnetosfera. Szacuje się, że pole magnetyczne Jowisza jest około 20 000 razy silniejsze niż pole Ziemi.
Pola magnetyczne są wytwarzane przez tak zwane dynama - prąd elektryczny wytwarzany przez ruch konwekcyjny wnętrza planety. Ziemskie pole magnetyczne jest generowane przez krążący rdzeń stopionego żelaza i niklu. Ale co tworzy dynamo Jowisza? Czy jest podobny do Ziemi, czy może być zupełnie inny? Jowisz składa się głównie z wodoru i helu i obecnie nie wiadomo, czy w centrum planety znajduje się skaliste jądro.
„W przypadku Jowisza nie wiemy, jaki materiał wytwarza pole magnetyczne planety” - powiedział Jared Espley, naukowiec programu Juno w centrali NASA: „Jaki materiał jest obecny i jak głęboko w nim leży, jest jednym z pytań, na które ma odpowiedzieć Juno odpowiedź."
Juno ma parę magnetometrów, które pozwalają w zasadzie zajrzeć do wnętrza planety. Magnetometry pozwolą naukowcom mapować pole magnetyczne Jowisza z dużą dokładnością i obserwować zmiany pola w czasie. Instrumenty będą w stanie pokazać, w jaki sposób pole magnetyczne jest generowane przez działanie dynamo głęboko we wnętrzu planety, zapewniając pierwsze spojrzenie na to, jak wygląda pole magnetyczne z powierzchni dynama, w którym jest wytwarzane.
„Najlepszym sposobem myślenia o magnetometrze jest kompas” - powiedział Connerney. „Kompasy rejestrują kierunek pola magnetycznego. Ale magnetometry rozszerzają tę zdolność i rejestrują zarówno kierunek, jak i wielkość pola magnetycznego. ”
Ale Jowisz przedstawia wiele problemów, jeśli chodzi o bycie miłym dla instrumentów. W magnetosferze uwięzione są naładowane cząstki ze Słońca, które tworzą intensywne pasy promieniowania na całej planecie. Pasy te są podobne do ziemskich pasów Van Allen, ale są miliony razy mocniejsze.
Aby pomóc chronić statek kosmiczny i elektronikę przyrządu, Juno ma skarbonkę o wielkości bagażnika samochodowego wykonaną z tytanu, która ogranicza narażenie na promieniowanie na skrzynkę dowodzenia i obsługi danych Juno (mózg statku kosmicznego), jednostkę mocy i dystrybucji danych (jego serce ) i około 20 innych zespołów elektronicznych. Ale same instrumenty muszą znajdować się poza sklepieniem, aby móc dokonywać obserwacji.
Czujniki magnetometru znajdują się na wysięgniku przymocowanym do jednego z układów słonecznych, umieszczając je około 40 stóp (12 metrów) od korpusu statku kosmicznego. Pomaga to zapewnić, że reszta statku nie będzie zakłócać działania magnetometru.
Istnieją jednak inne sposoby ograniczenia ekspozycji na promieniowanie, przynajmniej w pierwszej części misji.
Naukowcy zaprojektowali ścieżkę, która poprowadzi Juno wokół biegunów Jowisza, tak aby statek kosmiczny spędził jak najmniej czasu w tych pęcherzach pasów promieniowania wokół równika Jowisza. Inżynierowie zastosowali również projekty elektroniki, które zostały już zatwierdzone dla środowiska promieniowania marsjańskiego, które jest ostrzejsze niż Ziemskie, choć nie tak surowe jak Jowisz.
Ta eliptyczna orbita - między pasem promieniowania a planetą - umieszcza również statek kosmiczny bardzo blisko Jowisza, około 5000 km ponad szczytami chmur, umożliwiając zbliżenie na tę niesamowitą planetę.
„To nasza pierwsza okazja do wykonania bardzo dokładnego, bardzo dokładnego mapowania pola magnetycznego innej planety” - powiedział Connerney. „Będziemy mogli badać całą trójwymiarową przestrzeń wokół Jowisza, owijając Jowisza gęstą siecią obserwacji pola magnetycznego całkowicie pokrywającą kulę”.
Badając magnetosferę Jowisza, naukowcy lepiej zrozumieją, w jaki sposób wytwarzane jest pole magnetyczne Jowisza. Mają także nadzieję zmierzyć szybkość Jowisza, ustalić, czy planeta ma solidny rdzeń i dowiedzieć się więcej o formacji Jowisza.
„Zawsze niesamowicie jest być pierwszą osobą na świecie, która coś widzi” - powiedział Connerney. „Jesteśmy pierwszymi, którzy patrzą na dynamo i widzą to po raz pierwszy”.
Dalsza lektura: strona misji Juno, artykuł NASA o magnetometrze Juno.
