Jupiter er en kæmpe planet, men dens magnetosfære er iøjnefaldende massiv. Det strækker sig ud til næsten 5 millioner kilometer (3 millioner miles) i gennemsnit, 150 gange bredere end Jupiter selv og næsten 15 gange bredere end Solen, hvilket gør det til en af de største strukturer i solsystemet.
”Hvis du skulle se op i nattehimmelen, og hvis vi kunne se konturen af Jupiters magnetosfære, ville det være omkring størrelsen på Månen i vores himmel,” sagde Jack Connerney, vicegeneralt efterforsker og leder af Juno-missionens magnetometer hold. "Det er en meget stor funktion i vores solsystem, og det er en skam, at vi ikke kan se det."
Men Juno-rumfartøjet er ved at ændre vores forståelse af Jupiters magnetosfære og tillade forskere at "se" for første gang Jupiters magnetfelt.
Og i dag meddelte NASA, at Juno er gået ind i Jupiters magnetfelt. Lyt til videoen nedenfor, da rumfartøjet indsamlede data, da det krydsede bovens chok:
En magnetosfære er det område af rummet omkring en planet, der styres af planetens magnetfelt. Jo stærkere magnetfeltet er, jo større er magnetosfæren. Det anslås, at Jupiters magnetfelt er ca. 20.000 gange stærkere end Jordens.
Magnetiske felter produceres af såkaldte dynamos - en elektrisk strøm oprettet fra konvektionsbevægelsen i en planetens indre. Jordens magnetfelt genereres af dets cirkulerende kerne af smeltet jern og nikkel. Men hvad skaber Jupiters dynamo? Er det som Jordens, eller kan det være meget anderledes? Jupiter består overvejende af brint og helium, og det er i øjeblikket ukendt, om der er en stenet kerne i midten af planeten.
”Med Jupiter ved vi ikke, hvilket materiale der producerer planetens magnetfelt,” sagde Jared Espley, Juno-programvidenskabsmand for NASA-hovedkvarteret, ”Hvilket materiale der er til stede, og hvor dybt inde det ligger, er et af de spørgsmål, Juno er designet til at svar."
Juno har et par magnetometre til dybest set at se inde i planeten. Magnetometrene giver forskere mulighed for at kortlægge Jupiters magnetfelt med høj nøjagtighed og observere variationer i feltet over tid. Instrumenterne vil være i stand til at vise, hvordan magnetfeltet genereres ved dynamohandling dybt inde i planetens indre, hvilket giver det første blik på, hvordan magnetfeltet ser ud fra overfladen af dynamoen, hvor det genereres.
"Den bedste måde at tænke på et magnetometer er som et kompas," sagde Connerney. ”Kompasser registrerer retningen på et magnetfelt. Men magnetometre udvider den kapacitet og registrerer både magnetfeltets retning og styrke. ”
Men Jupiter byder på mange problemer, for så vidt som de er dejlige over for instrumenter. Fanget inde i magnetosfæren er ladede partikler fra solen, der danner intense strålingsbælter rundt om planeten. Disse bælter ligner jordens Van Allen-bælter, men er mange millioner gange stærkere.
For at hjælpe med at beskytte rumfartøjet og instrumentelektronik har Juno et strålingshvelv på størrelse med en bilstamme lavet af titan, der begrænser strålingseksponeringen for Junos kommando og datahåndteringsboks (rumfartøjets hjerne), magt og datadistribueringsenhed (dens hjerte ) og ca. 20 andre elektroniske samlinger. Men selve instrumenterne skal være uden for hvælvingen for at gøre deres observationer.
Magnetometersensorerne befinder sig på en bom, der er fastgjort til en af solpanelerne, og placerer dem omkring 12 meter fra rumfartøjets krop. Dette hjælper med at sikre, at resten af rumfartøjet ikke forstyrrer magnetometeret.
Men der er andre måder at hjælpe med at begrænse mængden af stråleeksponering, i det mindste i den første del af missionen.
Videnskabsfolk designede en sti, der tager Juno omkring Jupiters poler, så rumfartøjet bruger mindst mulig tid i de blæser strålingsbælter omkring Jupiters ækvator. Ingeniører brugte også design til elektronik, der allerede er godkendt til Marsstrålingsmiljøet, hvilket er hårdere end Jorden, dog ikke så hårdt som Jupiters.
Den elliptiske bane - mellem strålingsbælte og planeten - placerer også rumfartøjet meget tæt på Jupiter, omkring 5.000 km over skyetoppene, hvilket muliggør et nærbillede af denne fantastiske planet.
"Dette er vores første mulighed for at lave en meget præcis kortlægning af høj nøjagtighed af magnetfeltet på en anden planet," sagde Connerney. ”Vi vil være i stand til at udforske hele det tredimensionelle rum omkring Jupiter og indpakke Jupiter i et tæt net af magnetfeltobservationer, der fuldstændigt dækker sfæren.”
Ved at studere Jupiters magnetosfære får forskerne en bedre forståelse af, hvordan Jupiters magnetfelt genereres. De håber også at måle, hvor hurtigt Jupiter roterer, bestemme, om planeten har en solid kerne, og lær mere om Jupiters dannelse.
"Det er altid utroligt at være den første person i verden, der ser noget," sagde Connerney, "og vi står til at være de første til at se ned på dynamoen og se det tydeligt for første gang."
Yderligere læsning: Juno-mission side, NASA-artikel om Junos magnetometer.
