Jak sondy Juno firmy NASA pozwolą naukowcom na kosmiczną archeologię

NASA Juno statek kosmiczny znajduje się na orbicie wokół Jowisza od 4 lipca, zbierając dane, jednocześnie zwalczając silne promieniowanie wytworzone przez intensywne pola magnetyczne Jowisza. Przez następne 20 miesięcy sonda wielkości boiska do piłki nożnej będzie zbierać dane o atmosferze planety, magnetosferze, zorzy polarnej, składach chemicznych i tak dalej. To ogromna misja i nie chodzi tylko o Jowisza. Gazowy gigant naprawdę służy jako proxy dla samego układu słonecznego. Naukowcy chcą zrozumieć, jak to Cała sprawa zacząłem.

„To nie jest tak naprawdę archeologia, w tym sensie, że archeologia polega na wydobywaniu pozostałości dawnych ludzkich kultur i cywilizacji” - mówi Jonathan Lunine, badacz planet na Uniwersytecie Cornell, którego badania są mocno powiązane z Juno misja. „Ale to archeologia, w tym sensie, że staramy się wydobyć z zapisu, który z natury jest niedoskonały, najwcześniejsza część historii Układu Słonecznego”. Jowisz jest niezbędny do tego: jest tak duży, że zmieścił się w górę cały ten materiał i zasadniczo go przechowywać.

Jowisz, największa planeta w Układzie Słonecznym, narodził się jako pierwszy i szybko się rozwijał, przyciągając wszystkie żywioły i związki, które składają się na pozostałe obiekty niebieskie na orbicie wokół naszego Słońca. Studiowanie go w celu poznania szerszego systemu nie różni się niczym od badania pierścieni drzewa w celu poznania fluktuacji klimatu.

„Razem, Jowisz i Saturn miały pierwotny wpływ na dynamikę dysku, z którego utworzyła się Ziemia i inne planety” - mówi Lunine. Mówi on w szczególności, że naukowcy mogą dowiedzieć się, jak powstał Jupiter i jak może to wpłynąć na ewolucję jego sąsiadów, odkrywając dwie rzeczy:

1) Czy planeta ma skaliste jądro? Obecność rdzenia powie nam, czy Jowisz powstał w dwuetapowym procesie wzrostu rdzenia, po którym nastąpił upadek gazu, co wskazywałoby na wydłużony czas formowania, który zbiegł się z narodzinami i wzrostem innych planet lądowych.

Jeśli stwierdzimy, że Jowisz nie ma rdzenia - a zwłaszcza jeśli pewnego dnia odkryjemy, że Saturn też nie - „to popchnęłoby nas to w kierunku znacznie szybszego modelu” - mówi Lunine. Oznaczałoby to, że dysk planetarny zawalił się i stał się dwiema planetami zamiast formować się wokół oryginalnej kuli. Ten proces mógł nastąpić znacznie wcześniej.

2) Z czego, do diabła, jest Jowisz? Lunine i jego koledzy są zainteresowani dokładnym poznaniem składu planety, ponieważ prawdopodobnie jest to także „skład elementów składowych wszystkich planet Układu Słonecznego, w tym materiału, który mógł dostarczyć wodę na Ziemię”.

„To - mówi Lunine - jest rodzajem kosmicznej archeologii”.

Podobnie jak miasto budowane z materiału endemicznego dla regionu, Jowisz musiał być zbudowany z materiałów dostępnych w jego galaktycznym sąsiedztwie. Miasta rozpadają się i jest pewne, że materiały składowe Jowisza uległy chemicznej przemianie z czasem, ale części nadal są częściami - i to jest prawda, jeśli chodzi o tlen i wodę.

Badanie wody na Jowiszu to tak naprawdę próba zbadania tlenu, jak tlen gromadził się na naszej planecie. Jeśli uda nam się uzyskać te informacje, być może uda nam się zrozumieć planetę i zrozumieć, jak tlen gromadzi się na planetach. Znajomość tego zachowania jest swego rodzaju odwrotną drogą do odkrycia, w jaki sposób planeta rozwija potencjał gromadzenia wody.

Praca Lunine obraca się wokół tych dwóch badań. Aby zbadać obecność rdzenia, będzie uważnie śledził dane Juno gromadzi się w odniesieniu do zachowań grawitacyjnych emanujących z planety, obejmujących obserwacje związane z efektem Dopplera. Aby przyjrzeć się obfitości wody, on i jego koledzy będą śledzić informacje zebrane przez radiometr mikrofalowy statku kosmicznego i wykorzystywać fale radiowe do pomiaru wody w chmurach planety.

Sama misja Juno stała się możliwa dopiero w dzisiejszej wersji NASA. To misja, która skupia się wyłącznie na Jowiszu, a nie na sposobie Cassini bada wszelkiego rodzaju księżyce krążące wokół Saturna i Nowe Horyzonty porusza się daleko poza Plutona. Dzieje się tak dlatego, że aby zbadać Jowisza, musisz dotrzeć do orbity, która jest wystarczająco blisko, aby badać planetę, opierając się gwałtownemu środowisku, które nieuchronnie zabije każdy statek kosmiczny. To musi być bardzo specjalistyczne i wąskie dochodzenie.

Odblokowanie tajemnic pochodzenia Jowisza i niemowlęctwa Układu Słonecznego rozpocznie się dopiero w październiku Juno zostanie poddany innemu silnikowi, który spali się, by sforsować drogę do jeszcze bliżej orbita. To naprawdę wtedy, gdy można rozpocząć badania Lunine. „To naprawdę ogromna szansa” - mówi.