4 lipca sonda Juno po długiej podróży w końcu dotrze do Jowisza. Stając twarzą w twarz z gazowym olbrzymem Juno rozpocznie odkrywać przed nami największe tajemnice skrywane przez największą planetę Układu Słonecznego. Jedną z tych tajemnic jest pochodzenie jej masywnej magnetosfery.
Magnetosfery najczęściej powstają wskutek oddziaływania pola magnetycznego planet z wiatrem słonecznym. Magnetosfera Jowsza – objętość wycięta w wietrze słonecznym, w której dominuje pole magnetyczne planety – rozciąga się na 3 miliony kilometrów. Gdyby była widoczna z Ziemi jej rozmiary sprawiałyby, że zajmowałaby na niebie obszar porównywalny z rozmiarami tarczy Księżyca w pełni. Badając magnetosferę Jowisza naukowcy uzyskają szerszą wiedzę o tym w jaki sposób powstaje pole magnetyczne Jowisza. Mają także nadzieję określić czy planeta posiada stałe jądro – to z kolei powie nam wiele o tym w jaki sposób powstał Jowisz w początkach historii Układu Słonecznego.
Aby móc zajrzeć do wnętrza planety, zespół naukowców wyposażył sondę Juno w parę magnetometrów. Magnetometry, które zostały zaprojektowane i zbudowane przez zespół naukowców i inżynierów z NASA Goddard Space Flight Center w Greenbelt w stanie Maryland pozwolą naukowcom stworzyć szczegółową mapę pola magnetycznego Jowisza i obserwować zmiany pola w czasie.
„Najłatwiej pomyśleć o magnetometrze jak o kompasie,” mówi Jack Connerney, zastępca głównego badacza i kierownik zespołu odpowiedzialnego za magnetometry w Goddard. „Kompasy rejestrują kierunek pola magnetycznego, natomiast magnetometry rejestrują zarówno kierunek jak i intensywność pola magnetycznego.”
Czujniki magnetometru zainstalowane są na wysięgniku przytwierdzonym do jednego z paneli słonecznych, w odległości około 12 metrów od korpusu sondy. Dzięki temu mamy pewność, że sonda nie zakłóca pracy magnetometru.
Z drugiej strony orientacja sensora zmienia się w czasie wraz z mechanicznym odkształceniami paneli słonecznych i wysięgnika spowodowanymi ekstremalnie niskimi temperaturami głębokiego kosmosu. Tego typu odkształcenia ograniczałyby dokładność pomiarów wykonywanych za pomocą magnetometrów.
Aby zapewnić wysoką dokładność pomiarów wykonywanych przez te instrumenty, zespół naukowców wyposażył instrumenty w zestaw czterech kamer. Te kamery odpowiedzialne są za pomiary odkształcenia czujników magnetometru w stosunku do gwiazd używanych do orientacji sondy w przestrzeni.
„To nasza pierwsza szansa na wykonanie bardzo precyzyjnych, bardzo dokładnych pomiarów pola magnetycznego innej planety,” mówi Connerney. „Będziemy w stanie zbadać całą trójwymiarową przestrzeń wokół Jowisza, obudowując go gęstą siecią obserwacji pola magnetycznego obejmującego kompletną sferę wokół planety.”
Jedną z tajemnic, które zespół ma nadzieję rozwiązać, jest pochodzenie pola magnetycznego Jowisza. Naukowcy oczekują, że uda im się znaleźć podobieństwa między polami magnetycznymi Jowisza i Ziemi.
Same pola magnetyczne generowane są przez tzw. dynamo – ruch konwekcyjny elektrycznie przewodzącej cieczy we wnętrzu planety. Wraz z ruchem planety wokół własnej osi, elektrycznie przewodząca ciecz wiruje i powoduje powstawanie prądu elektrycznego, który z kolei indukuje powstawanie pola magnetyczne. Pole magnetyczne Ziemi napędzane jest przez ciekłe żelazo w jądrze planety.
„Jednak w przypadku Jowisza nie wiemy jaka materia odpowiada za powstawanie pola magnetycznego,” mówi Jared Espley, naukowiec programu Juno z siedziby głównej NASA w Waszyngtonie. „Jednym z głównych zadań Juno jest zbadanie jaki to materiał i jak głęboko we wnętrzu planety się znajduje.”
Obserwacje wykonane za pomocą magnetometrów zainstalowanych na pokładzie Juno pozwolą nam także lepiej zrozumieć ziemskie dynami, źródło pola magnetycznego naszej planety, które leży głęboko pod namagnetyzowaną warstwą skał i żelaza.
„Jeden z powodów, dla których misja Juno jest tak ekscytująca, jest fakt, że możemy badać pole magnetyczne Jowisza bez potrzeby zaglądania przez pole magnetyczne skorupy, która często działa jak magnes w lodówce,” mówi Connerney. „Jowisz posiada gazową otoczkę zbudowaną z wodoru i helu – dzięki temu mamy wyraźny wgląd w budowę dynama.”
Źródło: NASA