Wetenschappers van NASA's Juno-missie naar Jupiter hebben gegevens die zijn verzameld tijdens twee recente vluchten naar Io omgezet in animaties die twee van de meest dramatische kenmerken van de Joviaanse maan laten zien: een berg en een bijna glasglad meer van afkoelende lava. Andere recente wetenschappelijke resultaten van het door zonne-energie aangedreven ruimteschip zijn updates over Jupiters poolcyclonen en de overvloed aan water. De nieuwe bevindingen werden woensdag 16 april 2024 bekendgemaakt door Scott Bolton, hoofdonderzoeker van Juno, tijdens een persconferentie op de Algemene Vergadering van de European Geophysical Union in Wenen.
Juno heeft in december 2023 en februari 2024 extreem dicht langs Io gevlogen, tot op ongeveer 1.500 kilometer van het oppervlak, en zo de eerste close-up beelden van de noordelijke breedtegraden van de maan verkregen. "Io is bezaaid met vulkanen en we hebben er een paar in actie gezien," zei Bolton. "We hebben ook geweldige close-ups en andere gegevens van een lavameer van 200 kilometer lang dat Loki Patera heet. Er zijn verbazingwekkende details te zien van deze gekke eilanden midden in een potentieel magmameer met een rand van hete lava. De speculaire reflectie die onze instrumenten van het meer vastlegden, suggereert dat delen van het oppervlak van Io zo glad als glas zijn, wat doet denken aan vulkanisch gevormd obsidiaanglas op aarde." Kaarten die zijn gemaakt met gegevens die zijn verzameld door het MWR-instrument (Microwave Radiometer) van Juno laten zien dat Io niet alleen een relatief glad oppervlak heeft vergeleken met de andere Galileïsche manen van Jupiter, maar ook polen heeft die kouder zijn dan de middelste breedtegraden.
Poolpositie
Tijdens de lange missie van Juno vliegt het ruimteschip bij elke passage dichter naar de noordpool van Jupiter. Door deze veranderende oriëntatie kan het MWR-instrument de noordelijke poolcyclonen van Jupiter beter in beeld brengen. De gegevens maken vergelijkingen van de polen over meerdere golflengten mogelijk en laten zien dat niet alle poolcyclonen gelijk zijn. "Het meest opvallende voorbeeld van deze ongelijkheid is de centrale cycloon op de noordpool van Jupiter", zegt Steve Levin, Juno's projectwetenschapper bij NASA's Jet Propulsion Laboratory in Zuid-Californië. "De cycloon is duidelijk zichtbaar op zowel infrarood- als zichtbaar lichtbeelden, maar zijn microgolfsignatuur is lang niet zo sterk als die van andere stormen in de buurt. Dit vertelt ons dat de structuur van de ondergrond heel anders moet zijn dan die van andere cyclonen. Het MWR-team blijft met elke baan meer en betere microgolfgegevens verzamelen, dus we verwachten een meer gedetailleerde 3D-kaart van deze intrigerende poolstormen te kunnen maken."
Joviaans water
Een van de belangrijkste wetenschappelijke doelen van de missie is het verzamelen van gegevens die wetenschappers kunnen helpen om de waterrijkdom van Jupiter beter te begrijpen. Om dit te doen, gaat het Juno-onderzoeksteam niet op zoek naar vloeibaar water. In plaats daarvan proberen ze de aanwezigheid van zuurstof- en waterstofmoleculen (de moleculen waaruit water bestaat) in Jupiters atmosfeer te kwantificeren. Een nauwkeurige schatting is cruciaal om de puzzel van de vorming van ons zonnestelsel in elkaar te passen. Jupiter was waarschijnlijk de eerste planeet die werd gevormd en bevat het meeste gas en stof dat niet in de zon werd opgenomen. De hoeveelheid water heeft ook belangrijke implicaties voor de meteorologie van de gasreus (waaronder de manier waarop windstromen op Jupiter stromen) en de interne structuur.
In 1995 leverde NASA's Galileo-sonde een vroege dataset over Jupiters waterrijkdom tijdens de 57 minuten durende afdaling van het ruimteschip in de atmosfeer van Jupiter. Maar de gegevens leidden tot meer vragen dan antwoorden, omdat ze aangaven dat de atmosfeer van de gasreus onverwacht heet was en - in tegenstelling tot wat computermodellen hadden aangegeven - geen water bevatte. "De sonde deed verbazingwekkende wetenschap, maar de gegevens weken zo ver af van onze modellen van Jupiters waterovervloed dat we ons afvroegen of de locatie die de sonde bemonsterde wel eens een uitschieter zou kunnen zijn. Maar vóór Juno konden we dat niet bevestigen," zei Bolton. "Nu, met recente resultaten van MWR-gegevens, hebben we vastgesteld dat de waterovervloed nabij Jupiters evenaar ruwweg drie tot vier keer zo groot is als de zonneovervloed in vergelijking met waterstof. Dit toont definitief aan dat de plek waar de Galileo-sonde binnenkwam een abnormaal droge, woestijnachtige regio was."
De resultaten ondersteunen het geloof dat water-ijsmateriaal tijdens de vorming van ons zonnestelsel de bron kan zijn geweest van de verrijking met zware elementen (chemische elementen zwaarder dan waterstof en helium die door Jupiter werden geaccretteerd) tijdens de vorming en/of evolutie van de gasreus. De vorming van Jupiter blijft een raadsel, want de resultaten van Juno over de kern van de gasreus suggereren een zeer lage waterovervloed - een mysterie dat wetenschappers nog steeds proberen op te lossen. Gegevens tijdens de rest van Juno's verlengde missie kunnen helpen, zowel door wetenschappers in staat te stellen Jupiters waterrijkdom nabij de poolgebieden te vergelijken met die in het equatoriale gebied als door extra licht te werpen op de structuur van de verdunde kern van de planeet. Tijdens Juno's meest recente flyby van Io, op 9 april, kwam het ruimteschip tot op ongeveer 16.500 kilometer van het oppervlak van de maan. Het zal op 12 mei zijn 61ste flyby van Jupiter uitvoeren.
De Juno missie
NASA's Jet Propulsion Laboratory, een afdeling van Caltech in Pasadena, Californië, beheert de Juno-missie voor de hoofdonderzoeker, Scott Bolton, van het Southwest Research Institute in San Antonio. Juno maakt deel uit van NASA's New Frontiers Program, dat wordt beheerd in NASA's Marshall Space Flight Center in Huntsville, Alabama, voor het Science Mission Directorate van het agentschap in Washington. Het Italiaanse ruimteagentschap (ASI) heeft de Jovian InfraRed Auroral Mapper gefinancierd. Lockheed Martin Space in Denver heeft het ruimtevaartuig gebouwd en exploiteert het.
Bron: NASA
