Foto: Nature/NASA/DTU Space

Jupiter overrasker igen

mandag 10 dec 18
|

Kontakt

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

Om Juno-missionen

Juno blev opsendt den 5. august 2011 fra Cape Canaveral i Florida og nåede i kredsløb om Jupiter den 4. juli 2016 efter at have tilbagelagt knap tre mia. kilometer. DTU Space har bl.a. leveret de stjernekameraer, Juno anvender til at navigere efter. DTU Space forsker også i de data, der hentes med missionen, sammen med bl.a. Harvard University, Caltech og NASA. Missionen skal primært finde svar på, hvordan Jupiter er dannet og har udviklet sig.

Juno finder vej med stjernekameraet

Juno-fartøjet navigerer ved hjælp af et stjernekamera, som er udviklet på DTU Space. Stjernekameraet består af to hoveddele: et digitalkamera, der fotograferer stjernehimlen, og en computer, der matcher digitalbillederne med et stjernekort lagret i computeren. Ved at sammenligne den fotograferede stjernehimmel med stjernekortet kan instrumentet afgøre, hvilken retning det selv, og dermed rumsonden, vender. Stjernekameraerne har til dato fløjet på mere end 75 internationale missioner. DTU Space har netop færdiggjort en særlig udgave af kameraet til NASA’s Mars 2020-mission, hvor det skal bruges på det køretøj, der skal lede efter liv på planeten.
Solsystemets største planet har to sydpoler og en usædvanlig, langstrakt nordpol. Det viser de nyeste fund fra Juno-missionen, som DTU har leveret udstyr til. Udforskningen af gasplaneten kan give os værdifuld viden om en anden gaskæmpe i solsystemet, nemlig Solen

Jupiter bliver ved med at overraske forskerne. I fjor kunne de konstatere, at dens magnetfelt er markant anderledes, end man hidtil havde antaget. Og nu afslører de nyeste data ude fra solsystemets største planet, at den dynamo, der så at sige driver værket, ikke ligner noget, man kender fra solsystemets andre planeter. Dynamoen i planetens indre, der genererer magnetfeltet rundt om den, er både kraftigere og mere ujævn i styrke og fordeling.

Det medfører, at Jupiter har et næsten normalt magnetfelt på den sydlige halvdel, men at den har en ekstra og meget stærkere sydpol ved ækvator, altså på siden af planeten. Nordpolen mangler derimod næsten helt og er i stedet fordelt i et skråt bånd hen over planetens nordlige halvkugle.

Opdagelserne er baseret på målinger fra NASA’s ubemandede Juno-fartøj, der siden 2016 har været i kredsløb om den store gasplanet med et stjernekamera fra DTU Space ombord. Den nye viden blev offentliggjort i det videnskabelige tidsskrift Nature i efteråret 2018.

”Det er et ekstremt anderledes billede end forventet, vi får frem af Jupiter i de her år. Det er både meget spændende og ret overraskende. Hvad angår dynamoen, som driver magnetfeltet, så ligner den intet, vi kender til fra andre planeter, der er undersøgt, inklusive Jorden. Faktisk minder systemet mere om det, der formentlig driver Solens magnetfelt,” siger professor og afdelingsleder John Leif Jørgensen fra DTU Space, der er ansvarlig for den del af missionen, DTU deltager i.

Ledende materialer får dynamoen til at variere

Forskerne mener, at den kraftige og ujævnt fordelte dynamo kan skyldes, at dynamoen er dækket af et 5-7.000 km tykt lag af tyndtflydende og stærk ledende materialer, og at der formentlig optræder pludselige ændringer i lagets ledningsevne. Selve dynamoen findes dybt nede i Jupiter. Jupiters radius (RJ) er 71.492 km, altså 11 gange større end Jordens, og det anslås, at dynamoen befinder sig mellem 0,5 og 0,7 RJ nede, og den får sin energi fra konvektionen i denne dybde.

Feltet fra denne dybtliggende dynamo, mener forskerne, er dipollignende, som det er tilfældet på Jorden – altså et felt, der ligner det, man får fra en stangmagnet. Men de tyndtflydende, overliggende lag omfordeler dette felt dramatisk og giver det magnetfelt omkring Jupiter, som måles med Juno-missionen.

”Mekanismen bag dynamoen er overraskende. Alle andre planeter, der er undersøgt, har stort set vist sig at have en dynamo magen til Jordens,” siger John Leif Jørgensen.

Jupiter giver viden om

Solen En bedre indsigt i dynamoens struktur på Jupiter kan få stor betydning for forståelsen af, hvordan Solens magnetfelt dannes. Jupiter er nemlig tæt på at være skabt som en sol. Dvs. at den ligesom Solen hovedsageligt består af brint og helium. 

"Det er et ekstremt anderledes billede end forventet, vi får frem af Jupiter i de her år. Det er både meget spændende og ret overraskende."
John Leif Jørgensen, Professor på DTU Space

”Jupiter er dog lidt for lille til at tænde og brænde på samme måde som Solen,” fortæller John Leif Jørgensen.

Med Jupiter er der den åbenlyse fordel, at det er muligt at undersøge gaskæmpen på nært hold, fortæller professoren:

”Vi kan komme tæt på Jupiters skytoppe. Men på grund af Solens varme kan vi ikke komme tæt nok på dér til at få detaljerede målinger, så dens magnetfelt er meget vanskeligt at studere i detaljer. Men det er vigtigt at forstå, for det er netop Solens magnetfelt, der skaber det rumvejr, som har så stor betydning for klimaet her på Jorden.”

Hver tur afdækker nye fænomener

Juno-fartøjets bane er specielt designet til at afdække magnetfeltets hemmeligheder på Jupiter.

Det er bl.a. opnået ved at placere fartøjet i en meget elliptisk bane, hvor rumfartøjet dels bevæger sig tæt over planetens skytoppe, når den er tættest på, og dels kommer langt uden for planetens ioniserende strålingsbælter, når den er længst væk. På den måde kan der indhentes data tæt på planeten, uden at det anvendte udstyr på Juno ødelægges af stråling i området.

Allerede de første passager af Jupiter afslørede et magnetfelt, der er dobbelt så kraftigt som hidtil antaget. De nye opdagelser, som beskrives i Nature, er baseret på Junos første otte omløb omkring Jupiter, hvor hver tur tager 53 dage. Ved udgangen af 2018 vil Juno have foretaget 17 omløb.

”Efter hver ny passage er magnetfeltet blevet udstyret med nye overraskende fænomener. Efterhånden som vi får data fra flere omløb, bliver nettet, som Junos bane lægger om Jupiter, mere og mere finmasket. Så der vil helt sikkert komme flere spændende resultater fra missionen i fremtiden,” siger John Leif Jørgensen.

Relaterede Videoer  

Vis flere