Hvordan NASAs Juno Probe vil lade forskere gøre kosmisk arkæologi

NASAs Juno rumfartøjer har været i kredsløb omkring Jupiter siden den 4. juli, indsamler data samtidig med at bekæmpe tung stråling skabt af Jupiters intense magnetfelter. I de næste 20 måneder vil fodboldbanen flytte indsamlingen af ​​data om planetens atmosfære, magnetosfæren, auroraen, kemiske sammensætninger og så videre. Det er en massiv mission og en, der ikke kun handler om Jupiter. Gasgiganten tjener virkelig som en proxy for solsystemet selv. Forskere vil forstå, hvordan det Det hele er begyndt.

"Det er ikke rigtig arkæologi, i den forstand, at arkæologi handler om at fjerne resterne af tidligere menneskelige kulturer og civilisationer", siger Jonathan Lunine, en planetarisk forsker ved Cornell University, hvis undersøgelser er stærkt forbundet med Juno mission. "Men det er arkæologi, i den forstand, at vi forsøger at udslette fra en rekord, som i sin natur er ufuldkommen, den tidligste del af solsystemets historie." Jupiter er afgørende for det: Det er så stort, at det fejede op alt dette materiale og lagret det i det væsentlige.

Den største planet i solsystemet, Jupiter blev født først og voksede hurtigt og tiltrækker alle de elementære materialer og forbindelser, der udgør resten af ​​de himmelske objekter i kredsløb omkring vores sol. At studere det for at lære om det bredere system er ikke i modsætning til at studere ringene på et træ for at lære om klimaudsving.

"Sammen havde Jupiter og Saturn en primær effekt på diskens dynamik, hvorfra jord og andre planeter blev dannet," siger Lunine. Specielt siger han, at forskere kan lære om, hvordan Jupiter er dannet, og hvordan det kan have påvirket udviklingen af ​​sine naboer ved at finde ud af to ting:

1) Har planeten en stenagtig kerne? Tilstedeværelsen af ​​en kerne vil fortælle os, om Jupiter dannet ved en to-trins proces af kernevækst efterfulgt af sammenbrud af gas, hvilket ville indikere en længere formationstid, der faldt sammen med fødslen og væksten af ​​andre jordbaserede planeter.

Hvis vi finder ud af, at Jupiter ikke har en kerne - og især hvis vi en dag finder ud af, at Saturn ikke heller - "så ville det skubbe os i retning af en meget hurtigere model", siger Lunine. Det ville tyde på, at en planetskive kollapsede og blev to planeter frem for at danne sig omkring en original kugle. Denne proces kunne have fundet sted meget tidligere.

2) Hvad i helvede er Jupiter lavet af? Lunine og hans kolleger er interesserede i at lære præcis hvad med planetens sammensætning, fordi det sandsynligvis også er "sammensætningen af ​​byggestenene på alle solens planeter, herunder materiale, der muligvis har leveret vand til jorden."

"Dette," siger Lunine, "er en slags kosmisk arkæologiske del."

Som en by, der bygges fra materiale endemisk til en region, skal Jupiter have været bygget af materialer, der er til rådighed i sit galaktiske kvarter. Byer falder fra hinanden, og det er sikkert, at Jupiters bestanddele er kemisk omdannet over tid, men delene er stadig de dele - og det er rigtigt også hvad angår ilt og vand.

Undersøgelse af vand på Jupiter er virkelig et forsøg på at studere oxygen, hvordan ilt ophobes på vores planet. Hvis vi kan komme med disse oplysninger, kan vi endda være i stand til at understan planet, og forstå, hvordan ilt ophobes i planeter. At kende denne adfærd er en slags omvendt måde at finde ud af, hvordan en planet udvikler potentialet til at indsamle vand.

Lunines arbejde drejer sig om disse to undersøgelser. For at studere tilstedeværelsen af ​​en kerne følger han nøje dataene Juno samler med hensyn til gravitationsadfærd, der stammer fra planeten, involverer observationer relateret til Doppler-effekten. For at se på overflod af vand vil han og hans kolleger følge oplysninger indsamlet af rumfartøjets mikrobølge radiometer og bruge radiobølgelængder til at måle vand, der sidder i planetens skyer.

Juno-missionen er virkelig kun blevet mulig i dagens version af NASA. Det er en mission, der udelukkende fokuserer på Jupiter, i modsætning til vejen Cassini studerer alle mulige måner, der kredser om Saturn og Nye horisonter bevæger sig langt ud over Pluto. Dette er fordi at studere Jupiter, du er nødt til at komme til en bane, der er tæt nok til at studere planeten, mens du modstår et voldsomt miljø, der uundgåeligt vil dræbe noget rumfartøj. Det skal være en meget specialiseret og smal undersøgelse.

Låsning af hemmelighederne i Jupiter's oprindelse og solsystemet i barndommen vil virkelig først starte i oktober, hvornår Juno vil gennemgå en anden motorbrænde for at finagle sin vej ind i en endnu tættere kredsløb. Det er virkelig, når Lunines forskning kan begynde. "Dette er virkelig en fantastisk mulighed," siger han.