Учёные миссии NASA Juno создали первую полную трёхмерную карту излучения системы Юпитера, в том числе охарактеризовали интенсивность высокоэнергетических частиц вблизи орбиты ледяного спутника Европы, а также то, как радиационная среда формируется меньшими лунами Юпитера, вращающимися вблизи колец Юпитера.
Эта работа основана на данных, собранных камерой Juno Advanced Stellar Compass (ASC), разработанной и созданной Техническим университетом Дании, и Stellar Reference Unit (SRU), созданной Leonardo, SpA во Флоренции. Два набора данных дополняют друг друга, помогая учёным Juno характеризовать радиационную среду при различных энергиях.
Звёздная камера ASC Juno, предназначенная для навигации в глубоком космосе, была адаптирована для регистрации радиационного излучения. Камера делает снимок каждые четверть секунды, и высокоэнергетические электроны, проникающие сквозь защиту, оставляют на изображениях характерный след, который позволяет учёным подсчитать количество радиации.
Источник: NASA Jet Propulsion Laboratory, JPL
Данные ASC показывают, что вблизи орбиты спутника Европы больше очень высокоэнергетического излучения относительно низкоэнергетического, чем считалось ранее. Кроме того, количество высокоэнергетических электронов, присутствующих на стороне Европы, обращённой к её орбитальному направлению движения, больше, чем поток спутника. Это связано с тем, что большинство электронов в магнитосфере Юпитера огибают Европу сзади из-за вращения Юпитера и его магнитного поля, но электроны с очень высокой энергией дрейфуют назад и врезаются в переднюю часть Европы.
Данные с SRU и ASC Juno также указывают на то, что небольшие спутники, которые вращаются внутри или близко к краю колец Юпитера, взаимодействуют с радиационной средой Юпитера. Когда космический аппарат летит по линиям магнитного поля, связанным с кольцевыми спутниками или плотной пылью, количество радиации резко падает.
SRU также собирает редкие изображения колец при слабом освещении с уникальной точки обзора Juno. Эти изображения позволяют учёным точнее узнать, где в настоящее время находятся кольцевые спутники, и увидеть распределение пыли относительно их расстояния от Юпитера.
По словам Скотта Болтона, главного исследователя Juno из Юго-Западного научно-исследовательского института в Сан-Антонио, «это первая подробная карта радиации региона при таких высоких энергиях, что является важным шагом в понимании того, как работает радиационная среда Юпитера. То, что нам удалось создать первую подробную карту региона, является большим достижением. Карта поможет в планировании наблюдений для следующего поколения миссий к системе Юпитера».
Работа над этой картой стала возможна благодаря нестандартному использованию приборов на борту Juno. Как отметил Джон Лейф Йоргенсен, профессор Технического университета Дании, «на Juno мы пытаемся изобрести новые способы использования датчиков и используем многие из наших научных приборов не по назначению».
Данные ASC также использовались для измерения межпланетной пыли, воздействующей на Juno, ещё до прибытия на Юпитер. Кроме того, тепловизор обнаружил ранее не отмеченную на карте комету, используя ту же технику обнаружения пыли — различая микроскопические фрагменты космического аппарата, выбитые микроскопической пылью, воздействующей на Juno на очень высокой скорости.
Результаты миссии Juno находятся на заключительном этапе рецензирования и будут опубликованы в журнале Geophysical Research Letters.