plads

Atmosfæren i Jupiter overraskede videnskabsfolk meget

NASA Juno-mission har overgået altmulige forventninger. Da hun ankom i Jupiter i juli sidste år efter en fem år lang rejse, blev denne sonde det fjerneste solcelledrevne objekt på Jorden og fløj også hurtigere end nogen anden menneskeskabt genstand. Sondens flyvevej passerer tættere på tordenvejr gasgiganten end nogen enheder, der har været der før. Og dette er det første rumfartøj, der passerer Jupiters mystiske poler og i modsætning til de fleste antagelser finder ud af, at de er blå og ikke har bånd, der er karakteristiske for planeten.

Sidste august fløj Juno over Jupiterog indsamlet data, som forskere har dechiffreret siden. I dag er der offentliggjort to værker om emnet jupiterianske auroraer, atmosfære, magnetiske og gravitationsfelter. Jupiters atmosfæriske dynamik er ikke kun mindre end den var antaget, den ligner jorden - den er meget mere kompliceret og skiftbar. For at forstå Jupiter fuldstændigt kan en enkelt sonde være ekstremt utilstrækkelig. Heldigvis gør Juno et godt stykke arbejde.

Det er værd at starte med den øvre atmosfære og det polæreudstråling af Jupiter. Videnskabsfolk vidste allerede, at de polære lys fra Jupiter gør nordlyset kendt for os til en svag flimring: De er hundreder af gange mere energiske og dækker et større område end hele planeten Jorden. Juno bruger flere værktøjer til at studere energipartiklerne i disse auroras og den fysik, der styrer deres dynamik. Og hvis dataene fra det første møde tillader os at drage visse konklusioner, er Jupiters auroras meget forskellige fra jorden.

”Jeg vil virkelig fortolke, hvad jeg så påtil en anden planet, der er baseret på Jorden, ”siger Jack Connerney, en astrofysiker i Space Center. Goddard på NASA. "Indtil den sidste uge, i vores Jupiter aurora-modeller, gik elektroner i den forkerte retning."

På Jorden er elektronerne i planetens magnetfeltophidset af solvinden og derefter sendt til polerne, hvor de flyver ind i andre atomer og molekyler, mens de udsender en karakteristisk glød. Som Juno-instrumenterne blev opdaget på Jupiter, er elektronerne faktisk begejstrede og forlader de polære områder.

Derudover tyder alt på, at planetologer generelt forkert vurderede Jupiters atmosfæriske dynamik.

”Forskere troede, at den vigtigste kilde til energider vil være sol i atmosfæren, ”siger Scott Bolton, Junos hovedforsker og hovedforfatter af et andet værk. "Derfor foreslog de, at så snart vi kommer ned under sollys, vil partiklerne være enkle og godt skelne."

Men alt viste sig at være forkert: partikler i Jupiters atmosfære er lige så forskellige og foret som det berømte stribede ydre på planeten. Af særlig interesse er det ækvatoriale ammoniakbælte, der strækker sig hundreder af kilometer ned til klodens kerne - så vidt Juno-værktøjet kunne se. Baseret på de mest aktuelle modeller af Jupiters atmosfære, skulle dette slet ikke være.

Især stor aktivitet blev kendetegnet ved de dybe lag i Jupiters atmosfære: de magnetiske og tyngdefelt, som sonden planlægger at kortlægge.

”Hvis Jupiter bare var stor og snurredemed en gasbold skulle der ikke være nogen mærkelig harmonik i dens tyngdefelt, ”siger Connerney. Men Jupiters tyngdekraft er ikke ensartet, hvilket kan indikere dyb konvektion - dråber dybt i Jupiter kan føre til gravitationsudsving på samme måde som fald i atmosfærisk tryk ændrer vejret på Jorden. Jupiters magnetfelt viste sig også at være mere geografisk variabelt, end forskere forventede.

Juno-teamet forstår stadig ikke hvorforJupiters atmosfære er så uorganiseret, selvom Connerney tør at antyde, at alle udsving kan skyldes dyb konvektion udtrykt i tyngdefeltet, hvilket også fører til ujævnt magnetfelt. ”Når vi ser tilbage, undrer vi os over, hvorfor vi troede, at alt ville være enkelt og kedeligt,” siger Bolton.

En detaljeret forståelse af Jupiters atmosfære kan muligvishjælpe forskere med at forstå nogle af de underligste træk ved jorden. Bolton sammenligner Jupiters ækvatoriale ammoniak med den tropiske zone omkring Jordens egen ækvator. ”Det koncept, vi har på Jorden, er, at strimlen udvikler sig, fordi luften har et hav, der kan hoppes ud,” siger Bolton. ”Men Jupiter gør det ikke, så hvorfor ser alt det samme der? Måske forstår vi ikke noget grundlæggende i atmosfæren. Måske var vores antagelser om Jorden forkerte. ”

Den samme informationsoverførsel kan anvendes påJordens magnetfelt, som er vanskeligt at studere, fordi det genereres dybt under jordskorpen og delvis er dækket af tilfældige aflejringer af jern. Jupiter har ingen skorpe og ingen yderligere magneter til at indsamle data. For første gang har vi muligheden for at se på en rigtig magnetisk dynamo. Måske skulle vi starte med Jupiter.

Alle disse opdagelser udfordrer vores forståelse.plads - og ikke kun på grund af resultaterne. Normalt sender forskere først en sonde til planeten, og derefter - en orbiter udstyret med alle de gadgets til de data, som sonden vil indsamle. Vores idé om, hvordan Jupiter og gigantplaneterne er struktureret i de sidste par årtier, var for enkel.

Og det betyder, at vi har brug for flere missioner i stil med "Juno" - med et stort antal kredsløb, der giver os mulighed for at lave et komplet kort over planeten. Det er heldig, at denne sonde klarede sin opgave. Ellers vil det være.