Найти в Дзене
Космос без границ
271 подписчик

Юнона раскрывает тайны Юпитера — от штормов до вулканов Ио

25
3 мин
Оглавление

Юпитер — гигант Солнечной системы, окутанный плотными облаками и бурями, веками хранил свои секреты. Но с 2016 года космический аппарат NASA Juno («Юнона») заглядывает под эту завесу, переворачивая наши представления о планете, её лунах и даже о формировании космоса. Что нашли учёные за 9 лет миссии? Давайте отправимся в путешествие к Юпитеру и узнаем!

Юнона: первый близкий взгляд на Юпитер

Запущенный 5 августа 2011 года с мыса Канаверал, Juno преодолел 2,8 миллиарда километров за 5 лет, чтобы 4 июля 2016 года выйти на орбиту Юпитера. Это первый аппарат, который так близко подобрался к газовому гиганту — на высоте всего 3500 км над облаками. Его цель? Разгадать, как родился Юпитер, почему он такой огромный и что скрывает его атмосфера.

«Юпитер — это Розеттский камень нашей Солнечной системы», — говорит Скотт Болтон, главный исследователь миссии из Юго-Западного исследовательского института. Juno — наш посланник, который расшифровывает его тайны.

Что ищет Juno на Юпитере?

Юпитер — это капсула времени, сохранившая следы рождения Солнечной системы. Составленный в основном из водорода и гелия, как Солнце, он захватил остатки материала после формирования звезды. Juno изучает:

  • Происхождение планеты: Как Юпитер сформировался из облака газа и пыли?
  • Атмосферу: Что творится под облаками — штормы, полярные циклоны, молнии?
  • Магнитное поле: Почему оно в 15 раз сильнее земного?
  • Луны: Вулканы Ио, океаны Европы и Ганимеда.

Миссия началась с 53-дневных орбит, а теперь продлена до сентября 2025 года, чтобы исследовать не только Юпитер, но и его спутники.

На этом снимке показаны два крупных вращающихся шторма Юпитера, запечатленные камерой Juno в видимом свете JunoCam, проходящей над планетой на 38-й орбите Juno 29 ноября 2021 года. Это изображение было получено на 50 градусах 5 минутах северной широты на высоте 3815 миль (6140 километров). На изображении можно различить атмосферные детали размером до 2,5 миль (4 километра). Яркие «всплывающие» облака видны над нижним штормом, отбрасывая тени на облачный массив внизу. Хотя всплывающие облака кажутся маленькими по сравнению с большим штормом внизу, такие облака обычно имеют диаметр 31 мили (50 километров). Гражданский ученый Кевин М. Гилл обработал изображение, чтобы улучшить цвет и контрастность, используя необработанные данные JunoCam.
На этом снимке показаны два крупных вращающихся шторма Юпитера, запечатленные камерой Juno в видимом свете JunoCam, проходящей над планетой на 38-й орбите Juno 29 ноября 2021 года. Это изображение было получено на 50 градусах 5 минутах северной широты на высоте 3815 миль (6140 километров). На изображении можно различить атмосферные детали размером до 2,5 миль (4 километра). Яркие «всплывающие» облака видны над нижним штормом, отбрасывая тени на облачный массив внизу. Хотя всплывающие облака кажутся маленькими по сравнению с большим штормом внизу, такие облака обычно имеют диаметр 31 мили (50 километров). Гражданский ученый Кевин М. Гилл обработал изображение, чтобы улучшить цвет и контрастность, используя необработанные данные JunoCam.
Магнитосфера Юпитера: Юпитер показан с несколькими важными компонентами своей магнитосферы в представлении художника. Магнитное поле планеты представлено мягкими фиолетовыми линиями, которые соединяют его северный и южный магнитные полюса. Яркие полярные сияния Юпитера сияют на полюсах, в то время как яркие области слева и справа от экватора планеты представляют собой области наиболее интенсивного излучения заряженных частиц — внутренние радиационные пояса Юпитера. В начале своей миссии космический аппарат Juno, говоря в общих чертах, проходил между планетой и наиболее интенсивными областями излучения. Этот вид визуализирует только внутреннюю часть магнитосферы. Полная магнитосфера Юпитера представляет собой огромную структуру в форме головастика, которая раздувается на десятки размеров ширины Юпитера вокруг планеты. В направлении от Солнца магнитный хвост простирается до орбиты Сатурна.
Магнитосфера Юпитера: Юпитер показан с несколькими важными компонентами своей магнитосферы в представлении художника. Магнитное поле планеты представлено мягкими фиолетовыми линиями, которые соединяют его северный и южный магнитные полюса. Яркие полярные сияния Юпитера сияют на полюсах, в то время как яркие области слева и справа от экватора планеты представляют собой области наиболее интенсивного излучения заряженных частиц — внутренние радиационные пояса Юпитера. В начале своей миссии космический аппарат Juno, говоря в общих чертах, проходил между планетой и наиболее интенсивными областями излучения. Этот вид визуализирует только внутреннюю часть магнитосферы. Полная магнитосфера Юпитера представляет собой огромную структуру в форме головастика, которая раздувается на десятки размеров ширины Юпитера вокруг планеты. В направлении от Солнца магнитный хвост простирается до орбиты Сатурна.
На этом изображении показан южный полюс Юпитера, как его видит космический аппарат НАСА Juno с высоты 32 000 миль (52 000 километров). Овальные детали — это циклоны диаметром до 600 миль (1000 километров). Несколько изображений, сделанных с помощью инструмента JunoCam на трех отдельных орбитах, были объединены, чтобы показать все области при дневном свете, в улучшенном цвете и стереографической проекции.
На этом изображении показан южный полюс Юпитера, как его видит космический аппарат НАСА Juno с высоты 32 000 миль (52 000 километров). Овальные детали — это циклоны диаметром до 600 миль (1000 километров). Несколько изображений, сделанных с помощью инструмента JunoCam на трех отдельных орбитах, были объединены, чтобы показать все области при дневном свете, в улучшенном цвете и стереографической проекции.

Уникальный дизайн Juno

Juno — настоящий «солнечный парусник». Впервые в истории NASA он работает на солнечной энергии так далеко от Солнца — в 5 раз дальше, чем Земля. Три огромных солнечных панели (20 метров в ширину) дают ему энергию, несмотря на слабый свет Юпитера.

Аппарат вращается, как юла — 2 оборота в минуту, — чтобы оставаться стабильным и сканировать планету. Его инструменты, включая JunoCam, снимают облака, а магнитометр и радиометр изучают магнитное поле и глубины атмосферы. Титановый «сейф» защищает электронику от радиации, которая в 50 раз сильнее земной.

JUNO
JUNO

Открытия Juno: штормы, вулканы и магнитное поле

С первой орбиты в 2016 году Juno удивил учёных:

  • Полярные циклоны: На полюсах Юпитера — гигантские штормы размером с Землю. На севере — 8 циклонов вокруг центрального вихря, на юге — 6, плюс новый «гость» в 2017 году.
  • Великое Красное Пятно: Знаменитый ураган глубиной 320 км — в 50 раз глубже наших океанов. Но он уменьшается: с 1979 года его размер сократился с двух Земель до 1,3.
  • Магнитное поле: Оно ещё мощнее, чем думали — до 30 раз сильнее земного. Источник — жидкий металлический водород в недрах.
  • Ядро Юпитера: Не твёрдое, а «размытое», растворённое в водороде.
  • Молнии: На Юпитере они бьют на полюсах, а не у экватора, как на Земле, и выбрасывают град из аммиака.

Атмосферные пояса и зоны — цветные полосы на Юпитере — уходят на 3000 км вглубь, показывая, как работают ветры планеты.

На этом снимке с космического корабля НАСА Juno запечатлены красочные, сложные узоры в области струйного течения северного полушария Юпитера, известной как «Jet N3». Верхние слои облаков Юпитера не образуют простую плоскую поверхность. Данные с Juno помогли ученым обнаружить, что закрученные полосы в атмосфере простираются глубоко в планету, на глубину около 1900 миль (3000 километров). В центре справа над окружающей атмосферой возвышается участок ярких, высотных «всплывающих» облаков.
На этом снимке с космического корабля НАСА Juno запечатлены красочные, сложные узоры в области струйного течения северного полушария Юпитера, известной как «Jet N3». Верхние слои облаков Юпитера не образуют простую плоскую поверхность. Данные с Juno помогли ученым обнаружить, что закрученные полосы в атмосфере простираются глубоко в планету, на глубину около 1900 миль (3000 километров). В центре справа над окружающей атмосферой возвышается участок ярких, высотных «всплывающих» облаков.
Зональные ветры Юпитера, дующие в противоположных направлениях, создают вихри всех размеров, которые проявляются в виде штормов, закручивающихся в атмосфере. На самом высоком уровне «всплывающие облака», небольшие яркие облака, которые скапливаются на краю одного из этих фронтов, считаются частицами воздуха, выталкиваемыми на высоту, на которой конденсируется аммиачный лед. Хотя они кажутся небольшими, эти яркие штормы могут иметь диаметр от 16 до 31 мили (от 25 до 50 километров). На этом снимке запечатлен северный умеренный пояс Юпитера. Он был сделан 16 октября 2021 года
Зональные ветры Юпитера, дующие в противоположных направлениях, создают вихри всех размеров, которые проявляются в виде штормов, закручивающихся в атмосфере. На самом высоком уровне «всплывающие облака», небольшие яркие облака, которые скапливаются на краю одного из этих фронтов, считаются частицами воздуха, выталкиваемыми на высоту, на которой конденсируется аммиачный лед. Хотя они кажутся небольшими, эти яркие штормы могут иметь диаметр от 16 до 31 мили (от 25 до 50 километров). На этом снимке запечатлен северный умеренный пояс Юпитера. Он был сделан 16 октября 2021 года
Молния на юпитере
Молния на юпитере

Вулканический Ио: горы и лавовые озёра

С 2022 года Juno приблизился к лунам Юпитера. Больше всего поразил Ио — самый вулканический мир Солнечной системы. В декабре 2023 и феврале 2024 года аппарат пролетел в 1500 км от его поверхности, сняв:

  • Гору-шпиль: Пик, похожий на шпиль собора, вздымается в небо.
  • Лавовое озеро: Гладкое, как стекло, с островами застывшей лавы.

Гравитация Юпитера и соседних лун раскаляет Ио, вызывая извержения. Сравнение с данными Galileo (1999) и New Horizons (2007) показало новые лавовые поля.

Прибор JunoCam на борту космического аппарата NASA Juno запечатлел этот вид спутника Юпитера Ио — с первым в истории изображением его южной полярной области — во время 60-го пролета космического аппарата мимо Юпитера 9 апреля.
Прибор JunoCam на борту космического аппарата NASA Juno запечатлел этот вид спутника Юпитера Ио — с первым в истории изображением его южной полярной области — во время 60-го пролета космического аппарата мимо Юпитера 9 апреля.
Это изображение спутника Юпитера Ио было получено с помощью камеры видимого света JunoCam, когда космический аппарат НАСА Juno пролетал мимо спутника Юпитера 15 октября 2023 года. Шлейф над местом расположения вулкана Прометей можно увидеть выделяющимся из темноты в левой части изображения, чуть ниже терминатора (линии, разделяющей день и ночь).
Это изображение спутника Юпитера Ио было получено с помощью камеры видимого света JunoCam, когда космический аппарат НАСА Juno пролетал мимо спутника Юпитера 15 октября 2023 года. Шлейф над местом расположения вулкана Прометей можно увидеть выделяющимся из темноты в левой части изображения, чуть ниже терминатора (линии, разделяющей день и ночь).
Турбулентный спутник Юпитера, Ио, запечатленный во время близкого сближения космического аппарата НАСА Juno 30 декабря 2023 года. Пролет Juno был самым близким из всех космических аппаратов с момента визита орбитального аппарата Galileo два десятилетия назад и привел Juno на расстояние около 930 миль (1500 километров) от Ио, самого вулканического мира в нашей солнечной системе.
Турбулентный спутник Юпитера, Ио, запечатленный во время близкого сближения космического аппарата НАСА Juno 30 декабря 2023 года. Пролет Juno был самым близким из всех космических аппаратов с момента визита орбитального аппарата Galileo два десятилетия назад и привел Juno на расстояние около 930 миль (1500 километров) от Ио, самого вулканического мира в нашей солнечной системе.

Луны Ганимед и Европа: что увидел Juno?

  • Ганимед: Крупнейшая луна Солнечной системы. В 2021 году Juno пролетел в 652 км от неё, изучив её магнитное поле.
  • Европа: Ледяной мир с подповерхностным океаном. В 2022 году аппарат приблизился к ней, готовя почву для миссии Europa Clipper (2024).

Эти пролёты сократили орбиту Juno с 53 до 33 дней, открыв новые горизонты исследований.

Этот взгляд на сложную поверхность спутника Юпитера Ганимеда был получен в ходе миссии NASA Juno во время близкого пролета гигантского спутника в июне 2021 года. При максимальном сближении космический аппарат пролетел всего в 650 милях (1046 километрах) от поверхности Ганимеда. Большинство кратеров Ганимеда имеют яркие лучи, исходящие от ударного шрама, но около 1 процента кратеров имеют темные лучи. На этом снимке, сделанном JunoCam во время близкого пролета Ганимеда, показан один из кратеров с темными лучами. Кратер, названный Китту, имеет диаметр около 9 миль (15 километров)
Этот взгляд на сложную поверхность спутника Юпитера Ганимеда был получен в ходе миссии NASA Juno во время близкого пролета гигантского спутника в июне 2021 года. При максимальном сближении космический аппарат пролетел всего в 650 милях (1046 километрах) от поверхности Ганимеда. Большинство кратеров Ганимеда имеют яркие лучи, исходящие от ударного шрама, но около 1 процента кратеров имеют темные лучи. На этом снимке, сделанном JunoCam во время близкого пролета Ганимеда, показан один из кратеров с темными лучами. Кратер, названный Китту, имеет диаметр около 9 миль (15 километров)
Прекрасный Ганимед
Прекрасный Ганимед

JunoCam: искусство и наука вместе

JunoCam — это мост между учёными и нами. Любители со всего мира обрабатывают её снимки, раскрывая детали штормов и полярных вихрей. Некоторые превращают облака Юпитера в картины в стиле Моне или Ван Гога. Один энтузиаст собрал мозаику северных циклонов, удивив учёных их узором.

Почему Juno важен для нас?

Юпитер — ключ к пониманию, как родилась Солнечная система и почему Земля стала домом для жизни. Juno изучает и готовит путь для будущих миссий — Europa Clipper (2030) и Juice (2031). А ещё он вдохновляет: от музыки Вангелиса до LEGO-фигурок Галилея, Юпитера и Юноны на борту.

Как думаете, что ещё скрывает Юпитер? Делитесь в комментариях и подписывайтесь — впереди новые космические открытия!

1