Erstaunlicher Jupiter mit den Augen von Juno: die ersten wissenschaftlichen Ergebnisse

Es scheint, dass unser Sonnensystem ein sehr interessanter Ort ist. Wissenschaftler schlagen regelmäßig vor, dass die Oberfläche oder Struktur eines Himmelskörpers gleichmäßig und stumpf sein wird. In Wirklichkeit erscheint an der Stelle einer trüben Landschaft ein komplexes Relief oder eine komplexe Struktur, die nach ihren noch unbekannten Gesetzen lebt. Also falsch mit Titan und Pluto. Und die ersten wissenschaftlichen Daten der Juno-Sonde zeigen, dass Wissenschaftler den gleichen Fehler mit Jupiter gemacht haben - es stellte sich heraus, dass es viel komplizierter und interessanter war, als sie dachten.


Laut den Wissenschaftlern des Juno-Teams ähnelt ihre Arbeit dieser Collage. Gepostet von: Kisala-78

Sehr allgemeine Informationen

Die Juno-Sonde ("Juno", die Frau des Jupiter in der Mythologie) arbeitet seit Anfang Juli 2016 in der polaren hochelliptischen Umlaufbahn. "Polar" bedeutet, dass das Gerät in der Nähe der Pole fliegt, und "hochelliptisch" bedeutet, dass die Passage in der Nähe von Jupiter von 53 Tagen einer Umdrehung nur etwa zwei Stunden dauert. Es war geplant, dass die Sonde in eine 14-Tage-Umlaufbahn gebracht wird, aber aufgrund eines Unfalls im Motorsystem wurde sie in einer Zwischen-53-Tage-Umlaufbahn belassen. Mit den wissenschaftlichen Instrumenten „Juno“ können Sie in verschiedenen Bereichen unter die Wolkenschicht schauen, und die Kamera des sichtbaren Bereichs ist ein sekundäres Werkzeug. Weitere Informationen zu Sonde, Flug und Ausrüstung finden Sie hier . Vor der Juno gab es nur eine Sonde in der Umlaufbahn des Jupiter - die Galileo, die von 1995 bis 2003 dort arbeitete und in die Atmosphäre des Jupiter geschickt werden sollte, um das Eindringen terrestrischer Mikroorganismen in ihre Satelliten zu vermeiden und während des Abstiegs wissenschaftliche Daten zu übertragen über die obere Atmosphäre.

Ammoniak Poesie

Quelle: NASA

Dies ist die Verteilung von Ammoniak unter der Wolkenschicht gemäß dem MWR-Mikrowellenradiometer. Rot ist mehr Ammoniak, Blau ist weniger. Unter der Wolkenschicht, die wir als „Oberfläche“ des Jupiter sehen, gibt es kein Sonnenlicht. Unter solchen Bedingungen wurde erwartet, dass Ammoniak in einer viel flacheren Tiefe ein gleichmäßiges Niveau erreicht, als sich herausstellte. Und seine Verteilung zeigt, dass Jupiter weniger gleichmäßig gemischt ist als erwartet. Dies erklärt die unerwarteten Daten, die Galileo während seines endgültigen Abstiegs übertragen hat. Im Jahr 2003 schlugen Wissenschaftler vor, dass der Galileo in ein zufälliges, wärmeres Gebiet fiel, aber jetzt stellte sich heraus, dass der Abstieg der Sonden an verschiedenen Orten der Atmosphäre aufgrund der Komplexität seiner Struktur einzigartig sein würde.

Der äquatoriale Ammoniakgürtel, der in der Mitte als roter Streifen sichtbar ist, hat ebenfalls keine Erklärung. Vielleicht sieht es aus wie eine Hadley-Erdzelle , in der in der Nähe des Äquators feuchte Luft aufsteigt, die an der Zirkulation der Erdatmosphäre beteiligt ist. Oder vielleicht auch nicht - die feste Oberfläche der Erde, die die Zirkulation einschränkt, befindet sich viel näher an der oberen Grenze der Atmosphäre als etwas Ähnliches für Jupiter. Vielleicht erstreckt sich dieses äquatoriale Ammoniakband bis zu einer großen Tiefe, nur nachfolgende Geräte, die noch tiefer schauen, können es erkennen.

Flauschiger Kern

Jupiter-Struktur, Quelle: NASA

Im obigen Absatz habe ich absichtlich "etwas Ähnliches" anstelle der "Oberfläche" oder des "Kerns" von Jupiter geschrieben. Tatsache ist, dass eine der Aufgaben von Juno darin besteht, festzustellen, ob Jupiter einen Kernel hat. Wissenschaftler erwarteten, dass durch die Gravitationsmessungen des GSE-Experiments entweder ein kleiner Eis- oder Gesteinskern nachgewiesen werden kann (angesichts des Drucks im Zentrum des Jupiter von mehr als 40 Millionen Atmosphären ist dies kein uns bekanntes Eis oder Stein, sondern etwas sehr Spezifisches an sich) oder deren Abwesenheit . Die erhaltenen Daten weisen auf eine dritte, unerwartete Option hin - einen riesigen Fuzzy-Kern. Etwas im Zentrum des Jupiter ist viel größer als erwartet, möglicherweise teilweise flüssig und kann darüber hinaus sogar mit Prozessen in der Atmosphäre verbunden sein. Unter terrestrischen Bedingungen ist ein blasser Anschein eines solchen Phänomens vielleicht Regen mit Steinen oder Tieren, die von einem Tornado aufgezogen wurden.

Expressives Magnetfeld

Quelle: NASA

Das Magnetfeld brachte auch Überraschungen. Zunächst stellte sich heraus, dass es "ausdrucksvoller" war - wo es stark sein sollte, es sich als noch stärker herausstellte und wo es schwach sein sollte - schwächer. Außerdem stellte sich heraus, dass es ungleichmäßig war. Im obigen Bild ist die schwarze Linie die Juno-Spur. Fünf markante Stellen sind Stellen, an denen sich das Magnetfeld vom Hintergrund hätte unterscheiden müssen (Rot ist stärker, Blau ist schwächer), um die auf der schwarzen Spur gesammelten Werte zu erhalten. Die Ungleichmäßigkeit des Magnetfelds kann darauf hinweisen, dass sich der Planetendynamo über der Zone des metallischen Wasserstoffs in der Zone des molekularen Wasserstoffs befindet.


Ultraviolette Aurora Borealis am Südpol, NASA-Foto

Dank der polaren Umlaufbahn kann Juno den Planeten von oben und unten betrachten, wodurch erstmals die komplexesten Aurorasysteme vollständig sichtbar werden. In der obigen Animation wird der äußerste Strich mit einem langen Schwanz vom Satelliten Io erzeugt. Achten Sie auf die farbigen Bereiche - weiß, grün und rot. Es scheint, dass die roten Zonen die Elektronenemissionszonen sind, was sehr ungewöhnlich ist, da die Aurora im Gegenteil die Eintrittszone geladener Teilchen in die Atmosphäre ist.

Jeder Biss hintereinander

Selbst Bürogeräte wie ein Sternsensor, mit dem die Position des Geräts im Weltraum bestimmt wird, haben es geschafft, die Wissenschaft in den Dienst zu stellen. Große Sonnenkollektoren, die nicht auf früheren Geräten vorhanden waren (dort wurden Radioisotopengeneratoren verwendet), wurden in Staubdetektoren umgewandelt - Mikrometeoriteneinschläge wurden von Trägheitssystemen aufgezeichnet, und gleichzeitig ausgeschlagene Partikel wurden von einem Sternsensor erfasst.


Quelle: NASA

Aber dieses Foto ist das erste Foto der Ringe des Jupiter von innen. Die Juno war etwas weniger als 5.000 km entfernt und machte dieses Foto mit einem Sternsensor. Sogar der Hintergrund erwies sich als bemerkenswert, der obere Teil des Sternbilds Orion fiel in den Rahmen, und der helle Stern ist Betelgeuse.

Die Kombination von Kunst und Wissenschaft

Einige der erzielten Ergebnisse können gleichzeitig als Wissenschaft und Kunst eingestuft werden. "Juno" ging in die Ionosphäre des Jupiter und fixierte die Plasmawellen mit den Antennen des Waves-Instruments. Die erhaltenen Daten verlangsamten sich um das 60-fache und ertönten das Geräusch des Gasriesen. Reine hohe Töne sind höchstwahrscheinlich mit der Wechselwirkung des Juno mit der Ionosphäre verbunden, aber dieses Problem erfordert weitere Untersuchungen.



Und natürlich ist es unmöglich, die Ansichten, die wir dank der optischen JunoCam-Kamera beobachten können, nicht zu bewundern. Zum Beispiel ein Bild des Südpols des Jupiter, das von mehreren Fotografien geklebt wurde. In Wirklichkeit sind die Pole aufgrund der leichten Neigung der Rotationsachse des Planeten nur halb beleuchtet, aber dank der Bildverarbeitung durch Enthusiasten können wir den Pol in seiner ganzen Pracht sehen.


Bild in voller Größe , Bildnachweis: NASA / JPL-Caltech / SwRI / MSSS / Betsy Asher Hall / Gervasio Robles

Und hier sind der Magnetpol des Planeten und die Rotationsachse deutlich sichtbar. Wie die Erde sind sie nicht weit voneinander entfernt.


Bild in voller Größe , Collagenautor _CLEAR_, NASA-Bild

Und auf diesem Foto sehen wir Wolkenwellen im Bereich von 38 Breitengraden. Helle flache Wolken sind Böenlinien, die von einer kalten atmosphärischen Front gebildet werden. Ihre Breite beträgt ca. 25 km. Auf der Erde erzeugen Böenlinien vor der Kaltfront stark absteigende Strömungen und Windscherung ist für Flugzeuge sehr gefährlich. Die weiße Farbe der Wolken besagt, dass sie aus Wasser und / oder Ammoniak-Eis bestehen.


Foto in voller Größe , Quelle: NASA

Fazit

Am 11. Juli, in der nächsten Runde, wartet Juno auf eines der interessantesten Abenteuer - es wird über den Big Red Spot fahren, einen riesigen Antizyklon, der sich seit mindestens dreihundert Jahren in der Atmosphäre des Jupiter dreht. Ohne Zweifel warten wir auf noch interessantere Wissenschaft und schöne Fotos.