Jupiter ist ein riesiger Planet, aber seine Magnetosphäre ist umwerfend massereich. Es erstreckt sich im Durchschnitt über eine Breite von fast 5 Millionen Kilometern, ist 150-mal breiter als der Jupiter selbst und fast 15-mal breiter als die Sonne und damit eine der größten Strukturen im Sonnensystem.
"Wenn Sie in den Nachthimmel schauen und die Umrisse der Jupiter-Magnetosphäre sehen könnten, wäre sie ungefähr so groß wie der Mond in unserem Himmel", sagte Jack Connerney, stellvertretender Untersuchungsleiter und Leiter des Juno-Missionsmagnetometers Mannschaft. "Es ist ein sehr großes Merkmal in unserem Sonnensystem, und es ist schade, dass wir es nicht sehen können."
Das Juno-Raumschiff ist jedoch dabei, unser Verständnis der Jupiter-Magnetosphäre zu ändern und es Wissenschaftlern zu ermöglichen, zum ersten Mal Jupiters Magnetfeld zu „sehen“.
Und heute gab die NASA bekannt, dass Juno in Jupiters Magnetfeld eingetreten ist. Hören Sie sich das folgende Video an, während das Raumschiff Daten sammelte, als es den Bugschock überquerte:
Eine Magnetosphäre ist der Raumbereich um einen Planeten, der vom Magnetfeld des Planeten gesteuert wird. Je stärker das Magnetfeld ist, desto größer ist die Magnetosphäre. Es wird geschätzt, dass das Magnetfeld von Jupiter etwa 20.000 Mal stärker ist als das der Erde.
Magnetfelder werden von sogenannten Dynamos erzeugt - einem elektrischen Strom, der aus der Konvektionsbewegung im Inneren eines Planeten erzeugt wird. Das Erdmagnetfeld wird durch seinen zirkulierenden Kern aus geschmolzenem Eisen und Nickel erzeugt. Aber was macht Jupiters Dynamo aus? Ist es wie auf der Erde oder könnte es ganz anders sein? Jupiter besteht überwiegend aus Wasserstoff und Helium, und es ist derzeit nicht bekannt, ob sich im Zentrum des Planeten ein felsiger Kern befindet.
"Mit Jupiter wissen wir nicht, welches Material das Magnetfeld des Planeten erzeugt", sagte Jared Espley, Juno-Programmwissenschaftler am NASA-Hauptquartier. "Welches Material vorhanden ist und wie tief es liegt, ist eine der Fragen, für die Juno entwickelt wurde." Antworten."
Juno hat ein Paar Magnetometer, um im Grunde genommen in den Planeten zu schauen. Mit den Magnetometern können Wissenschaftler das Jupiter-Magnetfeld mit hoher Genauigkeit abbilden und zeitliche Schwankungen des Feldes beobachten. Die Instrumente können zeigen, wie das Magnetfeld durch Dynamowirkung tief im Inneren des Planeten erzeugt wird, und einen ersten Blick darauf werfen, wie das Magnetfeld von der Oberfläche des Dynamos aus aussieht, auf dem es erzeugt wird.
"Die beste Art, sich ein Magnetometer vorzustellen, ist wie ein Kompass", sagte Connerney. „Kompasse zeichnen die Richtung eines Magnetfelds auf. Aber Magnetometer erweitern diese Fähigkeit und erfassen sowohl die Richtung als auch die Stärke des Magnetfelds. “
Aber Jupiter hat viele Probleme, was die Instrumentenfreundlichkeit betrifft. In der Magnetosphäre sind geladene Teilchen der Sonne gefangen, die intensive Strahlungsgürtel um den Planeten bilden. Diese Gürtel ähneln den Van-Allen-Gürteln der Erde, sind jedoch viele Millionen Mal stärker.
Zum Schutz des Raumfahrzeugs und der Instrumentenelektronik verfügt Juno über ein Strahlungsgewölbe von der Größe eines Kofferraums aus Titan, das die Strahlenexposition gegenüber Junos Befehls- und Datenverarbeitungsbox (Gehirn des Raumfahrzeugs), Strom- und Datenverteilungseinheit (Herz) begrenzt ) und etwa 20 weitere elektronische Baugruppen. Die Instrumente selbst müssen sich jedoch außerhalb des Gewölbes befinden, um ihre Beobachtungen machen zu können.
Die Magnetometersensoren befinden sich an einem Ausleger, der an einem der Solar-Arrays angebracht ist, und platzieren sie etwa 12 Meter vom Körper des Raumfahrzeugs entfernt. Dies hilft sicherzustellen, dass der Rest des Raumfahrzeugs das Magnetometer nicht stört.
Es gibt jedoch auch andere Möglichkeiten, um die Strahlenbelastung zu begrenzen, zumindest im ersten Teil der Mission.
Wissenschaftler entwarfen einen Pfad, der Juno um Jupiters Pole herumführt, damit das Raumschiff so wenig Zeit wie möglich in diesen blasigen Strahlungsgürteln um Jupiters Äquator verbringt. Die Ingenieure verwendeten auch Konstruktionen für Elektronik, die bereits für die Marsstrahlungsumgebung zugelassen sind, die härter als die der Erde ist, jedoch nicht so hart wie die von Jupiter.
Diese elliptische Umlaufbahn - zwischen dem Strahlungsgürtel und dem Planeten - bringt das Raumschiff auch sehr nahe an Jupiter, etwa 5.000 km über den Wolkendecken, und ermöglicht einen genauen Blick auf diesen erstaunlichen Planeten.
"Dies ist unsere erste Gelegenheit, das Magnetfeld eines anderen Planeten sehr genau und hochgenau abzubilden", sagte Connerney. "Wir werden in der Lage sein, den gesamten dreidimensionalen Raum um Jupiter zu erkunden und Jupiter in ein dichtes Netz von Magnetfeldbeobachtungen zu hüllen, das die Kugel vollständig bedeckt."
Durch die Untersuchung der Magnetosphäre von Jupiter erhalten Wissenschaftler ein besseres Verständnis dafür, wie das Magnetfeld von Jupiter erzeugt wird. Sie hoffen auch zu messen, wie schnell sich Jupiter dreht, festzustellen, ob der Planet einen festen Kern hat, und mehr über die Entstehung von Jupiter zu erfahren.
"Es ist immer unglaublich, der erste Mensch auf der Welt zu sein, der etwas sieht", sagte Connerney, "und wir werden der erste sein, der auf den Dynamo herabblickt und ihn zum ersten Mal klar sieht."
Weiterführende Literatur: Juno-Missionsseite, NASA-Artikel über Junos Magnetometer.
