Sonda Juno zbadała głębiej Jowisza i księżyc Io

Agencja kosmiczna NASA poinformowała o nowych wynikach badań z misji kosmicznej Juno, czyli sondy krążącej wokół Jowisza. Naukowcy przeanalizowali cyklony Jowisza, a także wulkanizm jego księżyca Io.

W trakcie swojej orbity numer 53 w dniu 15 lutego 2023 roku sonda Juno zaczęła eksperymenty związane z zakryciami radiowymi. Celem jest zbadanie struktury gazu w atmosferze Jowisza. Idea eksperymentu polega na wysłaniu sygnału radiowego z Ziemi do Juno, po czym sonda odsyła go z powrotem. Wszystko jest tak dostosowane, że w obie strony sygnał przechodzi przez atmosferę Jowisza. Warstwy atmosfery planety uginają fale radiowe, naukowcy mierzą refrakcję i na tej podstawie wnioskują o temperaturze i gęstości atmosfery.

Jak dotąd przeprowadzono 26 tego rodzaju eksperymentów radiowych. Uzyskano m.in. pierwszy pomiar temperatury dla stratosfery wokół bieguna północnego. Okazało się, że jest tam zimniej o 11 stopni Celsjusza niż w otoczeniu, a wiatry przekraczają 160 km/h.

Kolejnym zbadanym ostatnio elementem są cyklony polarne na północy Jowisza. Analizowane dane objęły wiele lat obserwacji wykonywanych przy pomocy instrumentu JunoCam, który uzyskuje obrazy w zakresie widzialnym, oraz JIRAM, który jest spektrometrem obrazującym w podczerwieni. Badacze śledzili ruch dużego cyklu polarnego na północy oraz ośmiu cyklonów, które go otaczają. Wskazano, że sytuacja na Jowiszu jest inna niż naszej planecie. Huragany na Ziemi występują zwykle jako izolowane i na niskich szerokościach geograficznych. Natomiast na Jowiszu znajdują się w strefie okołobiegunowej.

Okazało się, że każdy z cyklonów stopniowo przesuwał się w stronę bieguna w zjawisku zwanym w meteorologii "dryfowaniem beta", które wynika z oddziaływania pomiędzy siłą Coriolisa (czyli efektem związanym z poruszaniem się w obracającym się układzie odniesienia), a wirującymi układami wiatrów. Podobnie dzieje się na Ziemi w przypadku migracji huraganów, ale ziemskie huragany zanikają, zanim dotrą do bieguna. Na Jowiszu dodatkowo cyklony tworzą grupy podczas zbliżania się do bieguna, a gdy zaczną oddziaływać ze sobą, ich ruch spowalnia.

Instrument JIRAM posłużył także do połączenia danych mikrometrem radiowym MWR. Efekt zaskoczył badaczy. Zobaczyli dowody na to, że istnieje nadal ciepła magma, która nie uległa jeszcze zestaleniu pod ochłodzoną skorupą Io. Stygnące strumienie lawy dostrzeżono w wielu rożnych miejscach. Aż około 10 proc obszaru księżyca ma tuż pod powierzchnią pozostałości powoli stygnącej lawy. Dokładniejsze analizy mogą pomóc w zrozumieniu, w jaki sposób Io odnawia swoja powierzchnię tak szybko.

Shannon Brown z misji Juno, pracująca w NASA Jet Propulsion Laboratory w Kalifornii Południowej, użyła analogii, że na Io wulkany, pola lawowe i podpowierzchniowe strumienie lawy są jak samochodowy radiator. Efektywnie przemieszczają ciepło z wnętrza do powierzchni, ochładzając się w próżni kosmicznej.

Wskazano, że najbardziej energetyczna erupcja na Io w historii nadal wyrzuca lawę i popiół. Erupcję zidentyfikowano na zdjęciach w podczerwieni 27 grudnia 2024 roku. Sonda ma przelecieć 6 maja w pobliżu Io w odległości 89 tysięcy kilometrów. Naukowcy liczą na dalsze obserwacje tej trwającej erupcji.

Wyniki badań zaprezentowano 29 kwietnia w Wiedniu podczas kongresu Europejskiej Unii Geofizycznej.

Juno to misja bezzałogowej amerykańskiej sondy kosmicznej. Została wystrzelona z Ziemi 5 sierpnia 2011 roku, na orbitę wokół Jowisza dotarła 5 czerwca 2016 roku, stając się jego sztucznym satelitą. Na wrzesień 2025 roku planowane jest zakończenie rozszerzonego okresu misji. Obecnie do Jowisza i jego księżyców leci też europejska bezzałogowa sonda Juice, z polskim udziałem inżynieryjnym i naukowym. Na orbitę wokół Jowisza ma wejść w 2031 roku.