Nurkując w system Jowisza, część 2

Piękny i majestatyczny – przewyższający swoją masą sumę wszystkich pozostałych planet w Układzie Słonecznym. Znany już od starożytności był obiektem związanym z wieloma wierzeniami i kulturami. Jowisz wciąż przed nami ukrywa swoje tajemnice i osobliwości. Misja JUICE skupi się na lodowych księżycach Jowisza, jednak jej obecność w tym obszarze naszego układu słonecznego to okazja do lepszego poznania systemu tej planety. Niedawno pisaliśmy o tym jakie tajemnice objawią nam Ganimedes, Europa i Kalisto, a dzisiaj czas na zanurkowanie w kierunku ich rodzimej planety i pozostałej okolicy.

PIERWSZY SKOK

Jednym z ciekawszych punktów w tym regionie jest księżyc Io. Jest on najbardziej wulkanicznym obiektem w naszym Układzie Słonecznym. Geologiczna aktywność księżyca spowodowana jest siłami pływowymi pola grawitacyjnego od rodzimej planety oraz innych pobliskich księżyców. Erupcje z ponad 400 aktywnych wulkanów wyrzucają lawę na powierzchnię Io, a gazy i inne substancje uciekają do cienkiej atmosfery księżyca oraz magnetosfery Jowisza. Obecność misji JUICE pozwoli również monitorować jego wulkaniczną aktywność oraz lepiej określić i scharakteryzować różnorodny, z którego składa się powierzchnia Io.

Żółtawa powierzchnia Io. Credit: NASA/JPL/University of Arizona

KSIĘŻYCE WEWNĘTRZNE I PYŁOWE PIERŚCIENIE

JUICE, o której pisaliśmy już na stronie ESERO (linki znajdziecie na końcu artykułu) będzie eksplorował również mniejsze księżyce Jowisza, a także jego nikłe, pyłowe pierścienie. Metis, Adrastea, Amalthea i Tebe krążą wokół gazowego giganta w odległości 127000 – 222000 kilometrów kolejno przechodząc przez system pierścieni Jowisza. Uważa się, że pył przez nie wyrzucany dostarcza materiał do pierścieni, jednak ani skład, ani wiek systemu pierścieni nie jest znany. W powodu gwałtownych procesów zachodzących na Jowiszu, taki układ pierścieniowy powinien mieć krótki czas istnienia. Pojawia się zatem pytanie, w jaki sposób uzupełniany jest materiał w tych pierścieniach. JUICE zbada wspomniane małe satelity oraz ich wkład w istnienie pierścieni. Misja zbada również dynamikę pierścieni oraz dowie się więcej na temat ich pochodzenia i składu chemicznego.

JUICE oczywiście skupi się również na samym Jowiszu, rozszerzając odkrycia dokonane dzięki misji Galileo oraz uzupełniając pracę misji Juno (NASA).

ATMOSFERA ZMIENNĄ JEST

Misja JUICE podda również analizie kompleksową i ciągle zmieniającą się atmosferę Jowisza. Pod lupą znajdą się obiekty od chmur w troposferze do termosfery z naciskiem na jej pionową strukturę, a także zachodzące w niej procesy wraz ze składem chemicznym, które kształtują całość atmosfery planety. Badania JUICE nad Jowiszem, jako archetypem gazowej planety, dostarczą nowego spojrzenia na miriady procesów w naszym Układzie Słonecznym (a także poza nim), które mają wpływ na oblicze pogody, klimatu oraz składu atmosfery planety.

Meteorologia planetarnej warstwy granicznej zajmuje się procesami w warstwie będącej pod wpływem powierzchni. Tutaj wpływ mają skomplikowane układy oparów oraz chmur. W zależności od ich przejrzystości, chmury pojawiają się jako jasne strefy lub ciemne pasy, nadając Jowiszowi jego słynnego wyglądu. JUICE będzie regularnie mapować atmosferę planety od równika do biegunów, starając się ustalić mechanizmy odpowiedzialne za utrzymanie i regenerację tych kolorowych pasów.

JUICE wpłynie również korzystnie na naszą wiedzę odnośnie mało znanych środkowych i górnych warstw atmosfery Jowisza. Statek wyposażony w specjalistyczne instrumenty teledetekcyjne będzie mógł badać procesy, które łączą ze sobą bardzo odmienne warstwy atmosfery, na przykład: propagacje fal (radiowych i elektromagnetycznych) czy przenoszenie energii. Po raz pierwszy zostaną również zbadanie wiatry szalejące w mezosferze. Ponadto misja zajmie się również badaniem składu poszczególnych warstw atmosfery w kontekście wpływu na nie zewnętrznych czynników, takich jak asteroidy czy komety jak Shoemaker-Levy 9.

Jowisz. Credit: NASA, ESA, A. Simon (GSFC), M. Wong (UC Berkeley), and G. Orton (JPL-Caltech)

Dzięki wnikliwemu monitorowaniu procesów zachodzących w atmosferze naukowcy mają nadzieję na znalezienie odpowiedzi na różne pytania – jakie mechanizmy napędzają cyrkulację oraz dynamikę Jowisza? Jak różne procesy atmosferyczne odnoszą się do siebie? Jak prądy, burze czy słynny antycyklon Wielka Czerwona Plama mogą trwać tak długo? Możliwe, że uda nam się dowiedzieć również więcej o relacji atmosfery z magnetosferą planety.

TAJEMNICZA MAGNETOSFERA

Została ona utworzona przez duże pole magnetyczne planety i zajmuje niezwykle spory obszar wokół gazowego giganta, chroniąc go przed wiatrem słonecznym. Magnetosfera posiada własne środowisko plazmy, której głównym źródłem są wulkany z Io. Szybko poruszające się pole magnetyczne przyspiesza ruch cząsteczek, przez co planeta jest jednym z najbardziej intensywnych środowisk w Układzie Słonecznym, które emanują promieniowaniem. Skomplikowane interakcje pomiędzy obrotem Jowisza, polem magnetycznym planety, wstrzykiwaną plazmą z Io w środowisko Jowisza oraz wiatrem słonecznym tworzą różne regiony w rozległej magnetosferze giganta. Dokładna konfiguracja oraz globalna dynamika magnetosfery Jowisza (oraz jak różne środowiska plazmy wpływają na siebie) stanowi jedną z najciekawszych zagadek naszego układu planetarnego.

Rzadko spotykane wydarzenie – Europa (lewy dolny róg), Kalisto (powyżej Europy) oraz Io (prawy górny róg) przechodzące razem przed Jowiszem. Credit: NASA, ESA, Hubble Heritage Team

JUICE oczywiście podejmie wyzwanie i będzie badał magnetosferę w bardzo szczegółowy sposób, jak wcześniej nie było możliwe. Oprócz rzucenia światła na procesy zachodzące w magnetosferze, JUICE sprawdzi, jaki ma ona wpływ na galileuszowe księżyce. Biorąc pod uwagę fakt, że Io jest ogromnym źródłem plazmy, to lodowe księżyce (zwłaszcza Ganimedes i Europa) “przesiąkają” zarówno plazmą, jak i materiałem przenoszonym przez pole magnetyczne Jowisza. Ma to z pewnością znaczący wpływ na skład tych satelitów. Jednakże, w jaki dokładnie sposób te energetyczne cząsteczki wpływają na budowę księżyców oraz jak szczegółowo zachodzą te procesy, pozostaje wciąż pytaniem bez odpowiedzi. To kolejna zagadka, którą postara się rozwiązać JUICE, oprócz realizacji swoich głównych celów naukowych: Ganimedesie, Europie i Kalisto.

Jak sami widzicie JUICE pozwoli nam nie tylko dokonać skoku w tajemniczy świat trzech galileuszowych księżyców, ale również poznać lepiej ich „domowe ognisko”.

Jeśli zainteresowała Was misja JUICE, nie zapomnijcie przeczytać naszych pozostałych artykułów na jej temat: