August 6, 2021

Послушайте жуткое радиоизлучение космического корабля НАСА Juno, записанное с Юпитера и его Луны Ио

Это обработанное изображение Ио, сделанное New Horizons, показывает шлейф вулкана Тваштар высотой 290 километров (180 миль) возле северного полюса Ио. Также виден гораздо меньший шлейф вулкана Прометей в направлении 9 часов. Вершина шлейфа вулкана Масуби выглядит как яркое пятно неправильной формы рядом с его дном. Предоставлено: НАСА / JHUAPL / SwRI.

Инструмент Juno Waves «слушал» радиоизлучение огромного магнитного поля Юпитера, чтобы определить их точное местоположение.

Прислушиваясь к дождю из электронов, текущих на Юпитер с его интенсивно вулканической луны Ио, исследователи с помощью космического корабля НАСА Juno обнаружили, что вызывает мощное радиоизлучение в гигантском магнитном поле планеты-монстра. Новый результат проливает свет на поведение огромных магнитных полей, создаваемых планетами-гигантами, такими как Юпитер.

У Юпитера самое большое и мощное магнитное поле из всех планет в нашей солнечной системе, с силой в его источнике примерно в 20 000 раз сильнее, чем у Земли. Его обдувает солнечный ветер, поток электрически заряженных частиц и магнитные поля, постоянно дующие с Солнца. В зависимости от того, насколько сильно дует солнечный ветер, магнитное поле Юпитера может простираться на 2 миллиона миль (3,2 миллиона километров) к Солнцу и простираться более чем на 600 миллионов миль (более 965 миллионов километров) от Солнца на расстояние до Орбита Сатурна.

Линии магнитного поля, связывающие орбиту Ио с атмосферой Юпитера

Разноцветные линии на этом концептуальном изображении представляют линии магнитного поля, которые связывают орбиту Ио с атмосферой Юпитера. Радиоволны исходят от источника и распространяются вдоль стенок полого конуса (серая область). Юнона, орбита которой представлена ​​белой линией, пересекающей конус, получает сигнал, когда вращение Юпитера охватывает этот конус над космическим кораблем. Предоставлено: НАСА / GSFC / Джей Фридлендер.

У Юпитера есть несколько больших спутников, которые вращаются по орбите в его массивном магнитном поле, Ио является ближайшим к нему. Ио вовлечен в гравитационное перетягивание каната между Юпитером и двумя соседними из этих других больших спутников, которое генерирует внутреннее тепло, которое вызывает сотни вулканических извержений на его поверхности.

Эти вулканы в совокупности выпускают одну тонну материала (газов и частиц) в секунду в космос возле Юпитера. Часть этого материала распадается на электрически заряженные ионы и электроны и быстро захватывается магнитным полем Юпитера. Когда магнитное поле Юпитера проходит мимо Ио, электроны с Луны ускоряются вдоль магнитного поля к полюсам Юпитера. По пути эти электроны генерируют «декаметровые» радиоволны (так называемые декаметровые радиоизлучения, или DAM). Инструмент Juno Waves может «слушать» это радиоизлучение, которое генерируют летящие электроны.


Juno настраивается на одну из своих любимых радиостанций. Послушайте декаметровое радиоизлучение, вызванное взаимодействием Ио с магнитным полем Юпитера. Инструмент Waves на Juno обнаруживает радиосигналы всякий раз, когда траектория Juno пересекает луч, который имеет форму конуса. Этот рисунок луча похож на фонарик, который излучает только кольцо света, а не полный луч. Затем ученые Juno переводят обнаруженное радиоизлучение на частоту в пределах слышимого человеческим ухом диапазона. Предоставлено: Университет Айовы / СвРИ / НАСА.

Исследователи использовали данные Juno Waves, чтобы определить точные места в огромном магнитном поле Юпитера, где происходили эти радиоизлучения. Это места, где условия как раз подходят для генерации радиоволн; У них есть правильная сила магнитного поля и правильная плотность электронов (не слишком много и не слишком мало), по словам команды.

«Радиоизлучение, вероятно, постоянно, но Юнона должна быть в правильном месте, чтобы слушать», – сказала Ясмина Мартос из Центра космических полетов имени Годдарда НАСА в Гринбелте, штат Мэриленд, и Университета Мэриленда в Колледж-Парке.

Радиоволны выходят из источника вдоль стенок полого конуса, выровненного и контролируемого силой и формой магнитного поля Юпитера. Юнона получает сигнал только тогда, когда вращение Юпитера охватывает этот конус над космическим кораблем, точно так же, как маяк ненадолго освещает корабль в море. Мартос – ведущий автор статьи об этом исследовании, опубликованной в июне 2020 года в Журнал геофизических исследований, планеты.

Данные Juno позволили команде подсчитать, что энергия электронов, генерирующих радиоволны, была намного выше, чем предполагалось ранее, в 23 раза больше. Кроме того, электроны не обязательно должны исходить от вулканической луны. Например, по словам ученых, они могут находиться в магнитном поле планеты (магнитосфере) или исходить от Солнца как часть солнечного ветра.

Ссылка: «Юнона раскрывает новую информацию о декаметровых радиоизлучениях, связанных с Ио», Ясмина М. Мартос, Масафуми Имаи, Джон Е.П. Коннерни, Ставрос Котсиарос и Уильям С. Курт, 18 июня 2021 г. Журнал геофизических исследований, планеты.
DOI: 10.1029 / 2020JE006415

Подробнее об этом проекте и миссии Juno

Исследование финансировалось проектом Juno в рамках грантов НАСА NNM06AAa75c и 699041X для Юго-Западного исследовательского института в Сан-Антонио, штат Техас, и гранта НАСА NNN12AA01C для Лаборатории реактивного движения НАСА, подразделения Калифорнийского технологического института в Пасадене, Калифорния. Команда состоит из исследователей из НАСА Годдарда, Национального технологического института (KOSEN) в Токио, Япония; Колледж Ниихама в Ниихаме, Эхиме, Япония, Университет Айовы, Айова-Сити; и Технический университет Дании в Конгенс Люнгбю, Дания. Лаборатория реактивного движения НАСА руководит миссией Juno для главного исследователя Скотта Дж. Болтона из Юго-Западного исследовательского института. Juno является частью программы NASA New Frontiers Program, которая осуществляется в Центре космических полетов NASA им. Маршалла в Хантсвилле, штат Алабама, для Управления научных миссий агентства в Вашингтоне. Компания Lockheed Martin Space в Денвере построила и эксплуатирует космический корабль.