Vědci zapojení do mise americké sondy Juno dokázali vytvořit první trojrozměrnou mapu radiace v systému planety Jupiter. Kromě charakterizace intenzity vysokoenergetických částic v okolí oběžné dráhy ledového měsíce Europa tato mapa ukazuje, jak je radiační prostředí tvarováno menšími měsíci, které kolem Jupiteru krouží blízko prstenců planety. Celá práce vychází z dat nasbíraných přístrojem ASC (Advanced Stellar Compass), který navrhli a postavili experti z Dánské technické univerzity, a z kamerového systému SRU (Stellar Reference Unit), který byl postaven firmou Leonardo SpA z Florencie. Oba datové soubory se navzájem doplňují a pomáhají vědcům charakterizovat radiační prostředí o různých energiích.

Jak ASC, tak i SRU jsou kamery optimalizované pro snímání málo osvětlených scén a primárně pomáhají s navigací v hlubokém vesmíru. Takovéto typy přístrojů najdete prakticky na každé sondě. Ale k tomu, abyste je využívali jako radiační detektory, musel se tým kolem sondy Juno podívat na tyto kamery z úplně jiné perspektivy. „U sondy Juno jsme zkusili inovovat způsob, kterým používáme naše senzory, abychom se dozvěděli něco o okolním prostředí. Využili jsme přitom mnoho vědeckých přístrojů různými způsoby, pro které nebyly navrženy,“ vzpomíná Scott Bolton, hlavní řešitel mise Juno ze Southwest Research Institute v San Antoniu a dodává: „Tohle je první podrobná radiační mapa regionu na těchto vyšších energiích. Jde o důležitý krok k pochopení, jak radiační prostředí v okolí Jupiteru funguje. To nám pomůže plánovat pozorování u příští generace misí, které se sem vydají.“

Přístroj ASC tvoří čtyři sledovače hvězd umístěné na rameni magnetometru. Jejich úkolem je pořizovat snímky hvězdné oblohy, aby mohl palubní systém sondy určit její orientaci v prostoru, což je klíčové pro úspěšná měření magnetického pole. Ovšem tento přístroj se také ukázal jako užitečný detektor vysokoenergetických toků částic v magnetosféře Jupiteru. Kamera zaznamenává toto „tvrdou radiaci“, tedy ionizující záření, které dopadá na sondu s dostatečnou energií, která mu umožňuje projít stíněním přístroje ASC. „Každou čtvrt sekundu pořídí ASC snímek hvězdného pole,“ popisuje John Leif Jørgensen z Dánské technické univerzity zapojený do mise Juno a pokračuje: „Vysokoenergetické elektrony, které proniknou štítem, zanechají na snímcích svůj jasný podpis, který vypadá trochu jako světlená stopa světlušky. Přístroj je naprogramován, aby počítal tyto světlušky, což nám dává přesné údaje o úrovních radiace.“

Jelikož se dráha  sondy Juno kolem Jupiteru neustále mění, dokázala už sonda prozkoumat prakticky všechny  oblasti v okolí planety. Data z ASC naznačují, že u dráhy měsíce Europa je více hodně vysokoenergetického záření oproti nízkoenergetickému, než se očekávalo. Data také potvrzují, že na straně Europy mířící ve směru pohybu měsíce po oběžné dráze je více vysokoenergetických elektronů než na straně opačné. Je to tím, že většina elektronů v Jupiterově magnetosféře obíhá Europu zezadu v důsledku rotace planety, zatímco elektrony s velmi vysokou energií jsou unášeny dozadu, skoro jako ryby plující proti proudu, a narážejí do „přední strany“ Europy.

Data o radiaci u Jupiteru ale nejsou jediným podílem přístroje ASC pro celou misi. Ještě než sonda dorazila k Jupiteru, byla data z ASC využita k měření dopadů mezihvězdného prachu na sondu Juno. Přístroj také objevil dříve nezaznamenané komety, k čemuž se využila opět stejná technika detekce prachových částic a rozlišila malé kousky sondy vyvržené mikroskopickým prachem, který dopadl na Juno vysokou rychlostí.

Stejně jako ASC i SRU byla použita jako radiační detektor a snímač slabě osvětlených scén. Data z obou přístrojů naznačují, že (podobně jako Europa) se malé „pastýřské“ měsíce, které obíhají uvnitř (nebo v blízkosti) jupiterových prstenců (a pomáhají udržovat jejich tvar) také zřejmě interagují s radiačním prostředím planety. Když sonda prolétává siločárami magnetického pole, které jsou spojeny s těmito měsíci, či hustým prachem, počty radiačních stop v ASC i SRU prudce klesají. SRU také pořizuje vzácné, slabě osvětlené snímky prstenců z jedinečné perspektivy sondy Juno. „Kolem vzniku Jupiterových prstenců je stále hodně záhad a dřívější sondy pořídily jen velmi málo jejich snímků,“ říká Heidi Becker, hlavní spoluřešitelka přístroje SRU a vědecká pracovnice Jet Propulsion Laboratory v jižní Kalifornii a dodává: „Někdy máme štěstí a jeden z malých pastýřských měsíčků se podaří na snímku zachytit. Tyto snímky nám umožňují zjistit více o tom, kde přesně se momentálně tyto měsíce nacházejí a sledovat distribuci prachu v relativních vzdálenostech od Jupiteru.“

Přeloženo z:
https://www.nasa.gov/

Zdroje obrázků:
https://www.nasa.gov/wp-content/uploads/2024/08/1-pia26350-pj62-jupiter.png
https://www.nasa.gov/wp-content/uploads/2024/08/2-jlj-omniflux-update.jpg
https://junomag.gsfc.nasa.gov/images/Juno_mag_boom3.jpg
https://photojournal.jpl.nasa.gov/jpeg/PIA24308.jpg
https://www.nasa.gov/wp-content/uploads/2024/08/pia26331.jpg
https://www.researchgate.net/…/Juno-Stellar-Reference-Unit-optical-head.jpg