På 20 julith, 2021 , NASA:s rymdfarkost Juno genomförde en förbiflygning av Jupiters (och solsystemets) största måne, Ganymedes . Detta närpassage utfördes som en del av omloppsbanans trettiofjärde omlopp av gasjätten (Perijove 34), som såg sonden komma inom 50 109 km (31 136 mi) från månens yta. Uppdragsteamet tog tillfället i akt att ta bilder av Ganymedes med Junos Jovian Infrared Auroral Mapper (JIRAM).
Dessa kombinerades med bilder som förvärvats under två tidigare förbiflygningar för att skapa en ny infraröd karta över Ganymedes yta , som släpptes för att hedra uppdragets tioårsjubileum (som lanserades från jorden den 5 augustith, 2011). Den här kartan och JIRAM-instrumentet kan ge ny information om Ganymedes iskalla skal och sammansättningen av dess inre hav, vilket kan leda till huruvida det kan försörja liv eller inte.
JIRAM-instrumentet designades för att upptäcka infrarött ljus som kommer från Jupiters inre och karakteriserar den atmosfäriska dynamiken till ett djup av 50 till 70 km (30 till 45 mi) under Jupiters molntoppar. Instrumentet kan dock också användas för att studera Jupiters största månar Io, Europa, Ganymedes och Callisto – gemensamt kända som de galileiska månarna för att hedra deras upptäckare (Galileo Galilee).
Som Scott Bolton, Junos huvudutredare vid Southwest Research Institute (SwRI), förklarade i en NASA pressmeddelande :
'Ganymedes är större än planeten Merkurius, men nästan allt vi utforskar på det här uppdraget till Jupiter är i en monumental skala. Den infraröda och andra data som samlats in av Juno under förbiflygningen innehåller grundläggande ledtrådar för att förstå utvecklingen av Jupiters 79 månar från tiden för deras bildande till idag.'
De två tidigare förbiflygningarna ägde rum den 7 junith, 2021 , och 26 decth, 2019, när orbitern kom inom 50 109 km (31 136 mi) respektive 1 046 km (650 mi). De observationsgeometrier som dessa gav gjorde det möjligt för JIRAM-instrumentet att se Ganymedes nordliga polarområde för första gången, samt jämföra mångfalden i sammansättning mellan de låga och höga breddgraderna.
I synnerhetJunosonden kunde visualisera den dramatiska effekt laddade partiklar (plasma) från Jupiters magnetfält har på Ganymedes yta. Ganymedes är unik bland solsystemets månar eftersom det är den enda satelliten som har sitt eget magnetfält. På jorden gör närvaron av ett magnetiskt fält laddade partiklar från solen att komma in i jordens atmosfär runt polerna.
Dessa partiklar interagerar sedan med gasmolekyler i jordens övre atmosfär, vilket leder till norrskensaktivitet - Aurora Borealis på norra halvklotet och Aurora Australis på södra halvklotet. Eftersom Ganymedes inte har någon atmosfär som hindrar flödet av laddade partiklar, bombarderas ytan runt polerna ständigt av plasma som produceras av Jupiters gigantiska magnetosfär.
Kommenterad karta över Ganymedes. Kredit: NASA/JPL-Caltech/SwRI/ASI/INAF/JIRAM/USGS
Sade Alessandro Mura, en Juno-medutredare från National Institute for Astrophysics (INAF) i Rom:
'Vi hittade Ganymedes höga breddgrader dominerade av vattenis, med fin kornstorlek, vilket är resultatet av det intensiva bombardementet av laddade partiklar. Omvänt är låga breddgrader avskärmade av månens magnetfält och innehåller mer av dess ursprungliga kemiska sammansättning, framför allt av icke-vattenis-beståndsdelar som salter och organiska ämnen. Det är oerhört viktigt att karakterisera de unika egenskaperna hos dessa isiga områden för att bättre förstå de rymdvittringsprocesser som ytan genomgår.”
Polarvyerna och närbilderna Juno var insatt i att bygga på observationer som gjorts av tidigare NASA-uppdrag som har utforskat Jupitersystemet. Dessa inkluderar Reser 1 och 2 uppdrag, som passerade genom systemet 1979 på väg till det yttre solsystemet; de Cassini-Huygens och Nya horisonter uppdrag, som flög förbi 2000 respektive 2007 på väg till Saturnus respektive Pluto.
Denna senaste information bygger också på observationer gjorda av Galileo rymdfarkost, som var det första dedikerade uppdraget att studera Jupiter och dess månar (Juno är det andra) och det första uppdraget att kretsa runt en yttre planet. Inom en snar framtid kommer ESA och NASA att skicka JUpiter ICy moons Explorer (JUICE) och Europa Clipper för att utforska Jupiters månar närmare – med fokus på Ganymedes respektive Europa.
Konstnärsintryck av Juno på Jupiter. Kredit: NASA
Juno-uppdraget lyfte från Cape Canaveral Air Force Station den 5 augustith, 2011, och reste 2 800 miljoner km (1 740 miljoner mi) för att nå Jupiter den 4 julith, 2016. Uppdraget var ursprungligen tänkt att fungera i sju år (avslutas 2018) men har sedan dess förlängts två gånger: först till juli 2021, och på senare tid till september 2025 . Sade Ed Hirst, projektledaren för Juno-uppdraget vid NASA JPL:
'Sedan lanseringen har Juno utfört över 2 miljoner kommandon, kretsat runt Jupiter 35 gånger och samlat in cirka tre terabit vetenskapsdata. Vi är stolta över vår pågående utforskning av Jupiter, och det finns mycket mer att vänta. Vi har påbörjat vårt utökade uppdrag och ser fram emot ytterligare 42 banor för att utforska det jovianska systemet.”
I nästa fas av sitt utökade uppdrag kommer Juno att skärpa sin omloppsbana om Jupiter, vilket gör att den kan göra flera närpassningar för att observera Jupiters nordpolära cykloner. Den kommer också att utföra ytterligare förbiflygningar av Ganymedes och göra nära förbiflygningar av Europa och Io (och mer av Ganymedes). Det kanske viktigaste är att omloppsbanan kommer att genomföra den första utforskningen av det svaga ringsystemet som omger planeten, där några av Jupiters mindre satelliter kretsar.
Dessa observationer kommer att utöka de upptäckter Juno redan har gjort om Jupiters inre struktur, inre magnetfält, atmosfär och kraftfulla magnetosfär. Inkapslad i ett gasformigt hölje och styrd av så kraftfulla krafter, är Jupiter en öken lök, dess många lager döljer ytterligare vetenskapliga upptäckter. Med sina många kommande banor,Junokommer att fortsätta att dra tillbaka lager för att lära sig mer om hur Jupiter och andra gasjättar bildades och utvecklades.
Vidare läsning: NASA