Een nieuwe Jupiter – de eerste resultaten van de Juno-missie

De zidpool van Jupiter gefotografeerd door de Juno
De zuidpool van Jupiter gefotografeerd door de Juno-sonde van de NASA vanaf een hoogte van 52.000 kilometer. De ovalen zijn wervelstormen met een grootte tot 1000 kilometer in doorsnede. De opname is samengesteld uit opnames van drie scheervluchten.
Credit: NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Betsy Asher Hall/Gervasio Robles

De eerste wetenschappelijke resultaten van de JUNO-missie naar Jupiter van de NASA laten zien dat de grootste planeet in het zonnestelsel een hele complexe en turbulente wereld is waar wervelstormen met de grootte van de Aarde voorkomen en waar stormsystemen tot heel diep in de atmosfeer doordringen. Ook is er een enorm groot en klonterig magneetveld aanwezig dat dichter bij het oppervlak van de planeet ontstaat dan eerder werd aangenomen. JUNO werd op 5 augustus 2011 gelanceerd en kwam op 4 juli 2016 in een baan om Jupiter. De resultaten van de eerste scheervlucht die op 27 augustus 2016 op een hoogte van ongeveer 4200 kilometer boven de wolkentoppen van de planeet plaatsvond zijn de afgelopen week gepubliceerd in het tijdschrift Science en in de Geophysical Research Letters.

De onderzoekers vermoedden wel dat Jupiter nog voor verrassingen zou zorgen maar de verrassingen die nu naar boven zijn gekomen zijn zo groot dat ze moeten gaan denken aan een “nieuwe” Jupiter. Eén van de verrassingen zijn de vele wervelstormen die de JunoCam heeft waargenomen boven beide polen van Jupiter. Daar komen gigantische wervelstormen voor met de grootte van de Aarde die erg dicht tegen elkaar aan liggen en elkaar voortdurend masseren.

De onderzoekers weten nog niet goed hoe dergelijke wervelstormen kunnen ontstaan, hoe stabiel ze zijn en waarom de noordpool van Jupiter er anders uitziet dan de zuidpool. Onderzoekers weten niet of ze te maken hebben met een dynamisch systeem dat er volgend jaar bijvoorbeeld weer heel anders uitziet of dat het een stabiele configuratie is en dat deze stormen om elkaar heen blijven draaien.

Een andere verrassing komt van de Microwave radiometer (MWR) van de Juno. Dit instrument meet de thermische microgolfstraling van de atmosfeer van Jupiter, van de toppen van de ammoniakwolken tot diep in de atmosfeer. De gegevens van de MWR laten zien dat de ionische gordels en zones van Jupiter vreemd in elkaar zitten. De gordel in de buurt van de evenaar dringt diep door naar beneden terwijl de gordels en de zones op andere breedtegraden naar andere structuren lijken over te gaan. De gegevens lijken er op te duiden dat het ammoniak veranderlijk is en voortdurend toeneemt naar beneden toe net zo ver als de MWR kan kijken en dat is enkele honderden kilometers.

Interne opbouw van Jupiter
Diagram van de mogelijke interne opbouw van Jupiter gebaseerd op de laatste waarnemingen van de Juno-ruimtesonde bij Jupiter.
Credit: NASA/JPL-Caltech/SwRI

Voor de Juno-missie van start ging was al bekend dat Jupiter het sterkste magneetveld had in het zonnestelsel. Metingen van de magnetosfeer van de planeet door de MAG van de Juno laten zien dat het magneetveld nog veel sterker is dan voorheen werd aangenomen. Bovendien is het veel onregelmatiger dan werd gedacht. De gegevens van de MAG van de Juno laten zien dat het magneetveld groter is dan 7,766 Gauss waarmee het 10 keer sterker is dan het sterkste magneetveld op Aarde.

Het magneetveld heeft een hele onregelmatige vorm; op sommige plaatsen is het sterker en op sommige plaatsen is het zwakker. Deze ongelijkmatige verdeling suggereert dat het magneetveld wordt opgewekt door een dynamo effect dat dichter bij het oppervlak plaatsvindt, boven de laag van metallisch waterstof. Met iedere scheervlucht van de Juno langs de planeet krijgen de wetenschappers meer aanwijzingen over hoe en waar het magneetveld werkt.

Juno is ook ontworpen om de magnetosfeer aan de polen te bestuderen en te zoeken naar de herkomst van het sterke noorder- en zuiderlicht van de planeet. Deze aurora’s worden veroorzaakt door deeltjes die energie opnemen en tegen moleculen in de atmosfeer knallen. De eerste waarnemingen van de Juno laten zien dat het proces op Jupiter heel anders werkt dan op Aarde.

Juno bevindt zich in een polaire baan om Jupiter en het grootste deel van de baan bevindt de verkenner zich op grote afstand van de planeet. Maar iedere 53 dagen komt de Juno boven de noordpool van Jupiter en dan begint een twee uur durende overgang (van pool tot pool) waarbij de Juno van de noordpool naar de zuidpool vliegt en alle acht de wetenschappelijke instrumenten gegevens verzamelen en de JunoCam zorgt voor de mooie plaatjes. Tijdens de scheervlucht wordt dan voor ongeveer 6 megabyte aan data verzameld en het duurt ongeveer 1,5 dag om die gegevens terug te sturen naar de Aarde.

Iedere 53 dagen scheert de Juno dus rakelings langs de planeet en op 11 juli 2017 zal de Juno over het beroemdste kenmerk in het zonnestelsel vliegen: de Grote Rode Vlek. Het is voor het eerst dat de Juno de Rode Vlek kan bestuderen en wetenschappers zullen op het puntje van hun stoel zitten als de gegevens van deze scheervlucht binnenkomen.

De Juno-missie wordt uitgevoerd door het Jet Propulsion Laboratory (JPL) van de NASA. De Juno-missie maakt deel uit van het New Frontiers-programma van de NASA.

Meer over de Juno-missie

Eerste publicatie: 27 mei 2017
Bron: NASA

Externe links:
https://www.nasa.gov/juno
http://missionjuno.org