DTU hjælper NASA med kortlægning af Jupiters magnetfelt

torsdag 25 maj 17

Kontakt

John Leif Jørgensen
Professor og Afdelingsleder for Måling og Instrumentering
DTU Space
45 25 34 48

Juno-missionen

Juno blev opsendt 5. august 2011 fra Cape Canaveral i Florida og nåede i kredsløb om Jupiter 4. juli 2016 efter at have tilbagelagt knap tre milliarder kilometer for at nå derud.

Juno skal kredse om Jupiter cirka fem år. Fra et kredsløb længere fra planeten sendes Juno tættere på dens overflade i kortere perioder. På den måde undgås at den ekstreme partikelstråling i planetens magnetfelt ødelægger instrumenterne ombord. Juno bevæger sig med omkring 96.000 km/t i forhold til Jorden.

Missionen skal primært undersøge, hvordan Jupiter er dannet og har udviklet sig ved at:

  • Kortlægge dens magnetfelt og gravitationsfelt for at afdække dens indre struktur.
  • Undersøge magnetosfæren omkring dens poler for at få viden om, hvordan planetens enorme magnetfelt påvirker dens atmosfære.
  • Hvor meget vand der er i dens atmosfære, hvilket kan give ny viden om planeters dannelse.

Læs mere om missionen her:

DTU's bidrag til Juno-missionen.

NASAs' Juno-hjemmeside.

Hurtigt overblik over missionen. 

En kort NASA-video om missionen.

Efter tre mia. km er Juno fremme ved Jupiter

Planeten Jupiters magnetfelt er markant anderledes end hidtil antaget. Det viser nye videnskabelige resultater fra Juno-missionen, som nu offentliggøres i de ansete tidsskrifter Science og Geophysical Research Letters.  

Solsystemets største planet Jupiter overrasker forskere nede på Jorden, som med NASA’s Juno-mission nu kan studere den store gasplanet på nært hold. Det ubemandede rumfartøj Juno med udstyr fra DTU Space ombord har siden juli  sidste år kredset om planeten og sendt store mængder data ned til Jorden.

”Med Juno-missionen er vi kommet tættere på overfladen, end det er sket før, og derfor kan vi nu sige meget mere om Jupiter og dens magnetfelt,” fortæller professor og afdelingsleder John Leif Jørgensen fra DTU Space, der er ansvarlig for den del af missionen, DTU deltager i.

”Blandt andet viser Jupiters magnetfelt sig at være markant anderledes, end de teoretiske modeller hidtil har forudsagt i forhold til fysikken. Det har en meget varierende struktur, som ikke helt passer med den grove model, der hidtil har været for magnetfeltet på planeten. Det minder langt mindre end Jordens magnetfelt, end vi troede, og ligner faktisk ikke noget, vi har set før.”

Jupiters magnetfelt viser sig for eksempel at være mere end dobbelt så kraftigt som hidtil antaget.

Den nye viden om planeten er netop offentligjort i to store artikler i det ansete videnskabelige tidsskrift Science. Desuden udgives denne uge en række artikler i tidsskriftet Geophysical Review Letters med andre nye opdagelser fra Juno-missionen.

”Måske er det vi ser i virkeligheden effekter af meteorer, som i fortiden er slået ned i Jupiters overflade og har modificeret dens magnetfelt, der så er frosset i en superledende kerne.  Vi ser store variationer i form af koncentrationer og svækkelser af magnetfeltet. Nærmest som kratere i magnetfeltet i form af koncentrationer og svækkelser,” forklarer John Leif Jørgensen.

Juno har også i stor detalje vist de meget kraftige storme, der konstant raser over enorme områder. Ikke bare i form af den velkendte ’røde plet’, der er en kæmpestorm, men også voldsomme uvejr  nær Jupiters poler.

Juno er designet specifikt til at se ind i gasgiganten Jupiter. Den generelle opfattelse har været, at sådan en planet stort set var homogen og relativt enkel at modellere. Men det er ikke tilfældet.

”Junos målinger viser, at Jupiter har en meget kompleks intern struktur, hvad angår atmosfæriske strømninger, intern massefordeling og magnetfeltets struktur. For eksempel er der tegn på, at den kerne, der burde findes i dens centrum, er diffus eller helt opløst, og det er meget sært. Så modellerne for gasplaneter som Jupiter skal formentlig laves om,” siger John Leif Jørgensen.

Blandt DTU’s mest omfattende missioner

DTU Space har sat et stort fingeraftryk på missionen, som er en af de største opgaver, DTU har fået. Missionen koster i omegnen af 13 mia. kr., og DTU Space har ansvar for cirka en tiendedel af missionen.

”Vi er stolte af at være med i missionen og især nu, hvor de store spændende forskningsresultater begynder at komme frem. Det viser, at DTU og DTU Space er med helt i front på den internationale forskningsscene inden for dette område,” siger John Leif Jørgensen.

DTU Space har leveret udstyr til missionen i form af fire stjernekameraer, som både bruges til at navigere meget præcist med og til at tage billeder af Jupiter og nogle af de områder i rummet, som er passeret på turen derud. Desuden har DTU Space valideret og kalibreret det magnetometer ombord, der undersøger planetens magnetfelt, og som er udviklet af NASA’s Goddard forskningscenter.

Stjernekameraerne har undervejs mod Jupiter registreret omkring 1,3 millioner mindre objekter. En del af dem har ramt fartøjet med 50 kilometer i sekundet.

"Vi er stolte af at være med i missionen og især nu, hvor de store spændende forskningsresultater begynder at komme frem."
Professor John Leif Jørgensen, DTU Space

”Vi fik nogle uforklarlige data, og da vi analyserede på dem, fandt vi ud, af at Juno blev ramt af interplanetære støvpartikler, der bevæger sig rundt i universet og som måske kan sige noget om det tidlige solsystem,” fortæller John Leif Jørgensen, som i denne uge har offentligjort denne viden i Geophysical Research Letters i en separat artikel sammen med kolleger.

Ny viden gemt i støj

For at navigere skal stjernekameraerne blandt andet kunne frasortere støj i data i form af partikelstråling. Det sker ved hjælp af software og algoritmer udviklet på DTU. Denne teknologi har under missionen vist sig at fungere så godt, at den nu også indgår i andre europæiske og amerikanske rummissioner.

Selve støjen viser sig at indeholde ny viden. Ved at analysere på de frasorterede data har DTU-forskerne været i stand til at karakterisere den meget energirige stråling, som stammer fra solen og accelereres op i høj fart af Jupiters magnetfelt. Også denne opdagelse er blevet til en artikel i Geophysical Research Letters.

Det er altsammen grundvidenskab, som er med til at afdække nogle af de helt store spørgsmål, som er afgørende for vores solsystems dannelse og eksistens. For eksempel har Jupiter det stærkeste magnetfelt, der kendes omkring en planet. Men man ved ikke præcist, hvordan dette magnetfelt er opstået og vedligeholdes.

Svarene på den slags spørgsmål rykker lidt nærmere med de nye resultater fra Juno-missionen.

Jupiter

Jupiter er vores Solsystems største planet. Den bemærkelsesværdige planet har 63 kendte måner omkring sig og et magnetfelt, der er 20 gange kraftigere og 18.000 gange større  end det, som omgiver Jorden.

På planetens overflade raser en gigantisk storm over et område tre gange større end Jorden, som er kendt som en ’rød plet’, der har kunnet observeres fra Jorden i mindst 350 år.

Relaterede Videoer  

Vis flere