Increíble Júpiter a través de los ojos de Juno: los primeros resultados científicos

Parece que nuestro sistema solar es un lugar muy interesante. Los científicos regularmente sugieren que la superficie o estructura de un cuerpo celeste será uniforme y sin brillo. Pero en realidad, en el sitio de un paisaje aburrido, aparece un relieve o estructura complejo, que vive de acuerdo con sus leyes aún desconocidas. Muy mal con Titán y Plutón. Y los primeros datos científicos de la sonda Juno muestran que los científicos cometieron el mismo error con Júpiter: resultó ser mucho más complicado e interesante de lo que pensaban.


Según los científicos del equipo de Juno, su trabajo es similar a este collage. Publicado por: Kisala-78

Información muy general


La sonda Juno ("Juno", la esposa de Júpiter en la mitología) ha estado operando en la órbita elíptica polar alta desde principios de julio de 2016. "Polar" significa que el dispositivo vuela cerca de los polos, y "altamente elíptico" significa que de 53 días de una revolución, el paso cerca de Júpiter toma solo unas dos horas. Se planeó que la sonda entrará en una órbita de 14 días, pero debido a un accidente en el sistema motor, se dejó en una órbita intermedia de 53 días. Los instrumentos científicos "Juno" le permiten mirar debajo de la capa de nubes en diferentes rangos, y la cámara del rango visible es una herramienta secundaria. Puede encontrar más información sobre la sonda, el vuelo y el equipo aquí . Antes del Juno, solo había una sonda en la órbita de Júpiter: el Galileo, que funcionó allí desde 1995 hasta 2003 y se planeó enviarlo a la atmósfera de Júpiter para evitar la entrada de microorganismos terrestres en sus satélites y, durante el descenso, transmitir datos científicos sobre el ambiente superior.

Poesía de amoniaco



Fuente: NASA

Esta es la distribución de amoníaco debajo de la capa de nubes de acuerdo con el radiómetro de microondas MWR. El rojo es más amoníaco, el azul es menos. Debajo de la capa de nubes que vemos como la "superficie" de Júpiter, no hay luz solar. En tales condiciones, se esperaba que el amoníaco alcanzara un nivel uniforme a una profundidad mucho menor de lo que resultó. Y su distribución muestra que Júpiter está menos mezclado de lo esperado. Esto explica los datos inesperados que Galileo transmitió durante su descenso final. En 2003, los científicos sugirieron que el Galileo caía en un área aleatoria y más cálida, pero ahora resultó que el descenso de las sondas en diferentes lugares de la atmósfera sería único debido a la complejidad de su estructura.

El cinturón de amoníaco ecuatorial, que es visible como una franja roja en el centro, tampoco tiene explicación. Tal vez se parece a una célula de tierra de Hadley , donde, cerca del ecuador, se eleva el aire húmedo, participando en la circulación de la atmósfera terrestre. O tal vez no: la superficie sólida de la Tierra, que restringe la circulación, está mucho más cerca del límite superior de la atmósfera que algo similar para Júpiter. Tal vez esta banda de amoníaco ecuatorial se extiende a una gran profundidad, solo los dispositivos posteriores que se verán aún más profundos pueden reconocerla.

Núcleo esponjoso



Estructura de Júpiter, fuente: NASA

En el párrafo anterior, escribí intencionalmente "algo similar" en lugar de la "superficie" o "núcleo" de Júpiter. El hecho es que una de las tareas de Juno es tratar de determinar si Júpiter tiene un núcleo. Los científicos esperaban que por las mediciones gravitacionales del experimento GSE, se detectaría un pequeño núcleo de hielo o roca (dada la presión en el centro de Júpiter sobre 40 millones de atmósferas, esto no es hielo o piedra familiar para nosotros, sino algo muy específico en sí mismo), o su ausencia . Los datos obtenidos indican una tercera opción inesperada: un enorme núcleo difuso. Algo en el centro de Júpiter es mucho más grande de lo esperado, posiblemente parcialmente líquido y, además, incluso puede estar asociado con procesos en la atmósfera. En condiciones terrestres, tal vez una apariencia pálida de tal fenómeno es la lluvia con piedras o animales que fueron levantados por un tornado.

Campo magnético expresivo



Fuente: NASA

El campo magnético también trajo sorpresas. En primer lugar, resultó ser más "expresivo", donde se suponía que era fuerte, resultó ser aún más fuerte, y donde se suponía que era débil, más débil. Además, también resultó ser desigual. En la imagen de arriba, la línea negra es la pista de Juno. Cinco puntos prominentes son lugares donde el campo magnético debería haber sido diferente del fondo (el rojo es más fuerte, el azul es más débil) para obtener los valores recopilados en la pista negra. La irregularidad del campo magnético puede indicar que la dinamo planetaria se encuentra por encima de la zona de hidrógeno metálico, en la zona de hidrógeno molecular.


Aurora Boreal ultravioleta en el Polo Sur, Foto de la NASA

Gracias a la órbita polar, Juno puede mirar el planeta desde arriba y desde abajo, lo que permite ver por primera vez los sistemas más complejos de auroras. En la animación anterior, el trazo más externo con una cola larga es generado por el satélite Io. Presta atención a las áreas coloreadas: blanco, verde y rojo. Parece que las zonas rojas son las zonas de emisión de electrones, lo cual es muy inusual, porque la aurora es, por el contrario, la zona de entrada de partículas cargadas a la atmósfera.

Cada bocado en una fila


Incluso el equipo de oficina, como un sensor de estrella, que se utiliza para determinar la posición del dispositivo en el espacio, logró poner la ciencia al servicio. Los grandes paneles solares, que no estaban en dispositivos anteriores (allí se utilizaron generadores de radioisótopos), se convirtieron en detectores de polvo: los sistemas de inercia registraron los impactos de micrometeoritos y un sensor de estrella capturó las partículas que fueron noqueadas al mismo tiempo.


Fuente: NASA

Pero esta foto es la primera fotografía de los anillos de Júpiter desde adentro. El Juno estaba a menos de 5,000 km de distancia y tomó esta foto usando un sensor de estrella. Incluso el fondo resultó ser notable, la parte superior de la constelación de Orión cayó en el marco, y la estrella brillante es Betelgeuse.

La combinación de arte y ciencia.



Algunos de los resultados obtenidos se pueden clasificar como ciencia y arte al mismo tiempo. Bajando a la ionosfera de Júpiter, "Juno" fijó las ondas de plasma con las antenas del instrumento Waves. Los datos obtenidos se ralentizaron 60 veces y obtuvieron el sonido del gigante gaseoso. Es muy probable que los sonidos altos puros estén asociados con la interacción del Juno con la ionosfera, pero este problema requiere más estudio.



Y, por supuesto, es imposible no admirar las vistas que podemos observar gracias a la cámara óptica JunoCam. Por ejemplo, una imagen del polo sur de Júpiter pegada de varias fotografías. En realidad, los polos están medio iluminados debido a la ligera inclinación del eje de rotación del planeta, pero gracias al procesamiento de imágenes por parte de los entusiastas, podemos ver el polo en todo su esplendor.


Imagen a tamaño completo , Créditos: NASA / JPL-Caltech / SwRI / MSSS / Betsy Asher Hall / Gervasio Robles

Y aquí el polo magnético del planeta y el eje de rotación son claramente visibles. Como la Tierra, no están lejos el uno del otro.


Imagen a tamaño completo , autor del collage _CLEAR_, imagen de la NASA

Y en esta foto vemos olas de nubes en la región de la latitud 38. Las nubes brillantes y poco profundas son líneas de turbonadas formadas por un frente atmosférico frío. Su ancho es de aproximadamente 25 km. En la Tierra, las líneas de turbonadas frente al frente frío crean fuertes corrientes descendentes y la cizalladura del viento es muy peligrosa para los aviones. El color blanco de las nubes dice que están compuestas de agua y / o hielo de amoníaco.


Foto a tamaño completo , fuente: NASA

Conclusión


El 11 de julio, en la próxima ronda, Juno está esperando una de las aventuras más interesantes: pasará sobre la Gran Mancha Roja, un anticiclón gigante que ha estado girando en la atmósfera de Júpiter durante al menos trescientos años. Sin duda, esperamos una ciencia aún más interesante y bellas fotografías.

Source: https://habr.com/ru/post/es404173/


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