21 év után ismét űrszonda látogatta meg a Jupiter hatalmas holdját, a Ganymedest

Nincsen jövőnk tudomány nélkül, nincsen Qubit nélkületek. Támogasd a munkánkat!

Több mint két évtized kihagyás után június 7-én, hétfő este ismét meglátogatta egy űrszonda a Jupiter legnagyobb holdját, a Ganymedest. Az amerikai űrügynökség, a NASA Juno szondája közel ezer kilométerre haladt el a jeges hold felszínétől, miközben műszereivel több óráig vizsgálta az égitestet és környezetét.

A Ganymedes geológiai térképe (balra) és felszíne látható tartományban (jobbra) a NASA Galileo és Voyager űrszondáinak adatai alapján.Illusztráció: USGS Astrogeology Science Center/Wheaton/NASA/JPL-Caltech

A Ganymedes másfélszer akkora, mint a Holdunk, és nagyobb, mint a Merkúr. Ezzel a Naprendszer legnagyobb holdjának számít, és összességében a legnagyobb objektumnak, amely nem rendelkezik számottevő légkörrel. A hold felszínét vastag jégkéreg borítja, amely alatt egy a földi óceánok víztartalmának többszörösével rendelkező hatalmas óceán rejtőzik. Az óceán alatt feltehetőleg még egy jégréteg, majd egy szilikátos kőzetekből álló köpeny és egy részben folyékony vasmag található. Ez utóbbi felel a hold mágneses terének létrehozásáért, amelynek megléte semelyik másik holdra nem jellemző naprendszerünkben.

A Ganymedest először 1973-ban vizsgálta az emberiség közelről, amikor a NASA Pioneer-10 űrszondája elhaladt a Jupiter mellett. Az őt követő Pioneer-11, Voyager-1 és Voyager-2 szondák fokozatosan egyre többet árultak el a holdról. A nagy áttörést azonban a Jupiter körül 1995-ben pályára állt Galileo űrszonda hozta el, amely küldetése során hatszor megközelítette a Ganymedest, felfedezte a hold mágneses terét és részletesen feltérképezte felszínének nagy részét. A Juno előtt utoljára a Pluto felé elhaladó New Horizons űrszonda vizsgálta a Ganymedest viszonylag közelről, még 2007-ben.

A Juno az első olyan űrszonda a külső naprendszerben, amely napelemekkel nyer energiát. Forrás: NASA/JPLIllusztráció: NASA/JPL

A NASA Juno űrszondája, amelynek eredményeiről rendszeresen írunk a Qubiten, 2016-ban érkezett meg a Jupiterhez, azzal a céllal, hogy feltárja a gázóriás belső szerkezetét és légkörének működését. A napelemekkel üzemelő, a Jupiter körül egy hajtóműzavarnak köszönhetően 53 napos pályán keringő szonda küldetésében eredetileg egyáltalán nem szerepelt a Jupiter holdjainak közelről való meglátogatása.

A Juno új meghosszabbított küldetési fázisába azonban ez is belefért, így a szonda 2025-ig többször elhalad majd a Ganymedes, az Io és az Europa mellett. Míg az Io rendkívül aktív vulkanizmusa miatt érdekes, az Europa a Ganymedeshez hasonlóan egy úgynevezett óceánvilág, azaz külső jégkérge alatt minden valószínűség szerint folyékony vízből álló réteg található.

„A Juno érzékeny műszerei korábban nem látott módokon képesek vizsgálni a Ganymedest. Azzal, hogy közel megyünk a holdhoz, átvezetjük a Ganymedes tanulmányozását a 21. századba, részben kiegészítve a jövő Jupiter rendszert célzó küldetéseinek, a NASA Europa Clipper és az ESA (európai űrügynökség) JUICE (JUpiter ICy moons Explorer) szondájának vizsgálatait saját különleges szenzorainkkal, részben előkészítve számukra a terepet"

- nyilatkozta a Ganymedes melletti elhaladásról a Juno küldetésének vezetője, Scott Bolton.

A Juno hétfőn magyar idő szerint 19:35-kor járt legközelebb a Ganymedeshez, mintegy 1038 kilométerre megközelítve a hold felszínét. Az elhaladás a holdhoz viszonyítva több mint 68 000 kilométer órás sebességgel történt, azaz a felszín és a hold szerkezetének részletes vizsgálatára csak néhány percük volt a Juno műszereinek. 

Ha minden jól ment, akkor ez elég is volt a Ganymedes felszíni összetételének, jégkérgének, ionoszférájának (a holdat körülvevő, napsugárzás által ionizált részecskéket tartalmazó réteg), mágneses terének és sugárzási környezetének tanulmányozására. Az utóbbiból származó adatok biztosan segítségükre lesznek a 2029-2030 körül a Jupiterhez érkező európai és amerikai űrszondáknak és küldetésüket irányító szakembereknek.

Különleges műszerek segítik a Ganymedes és környékének vizsgálatát

A Juno tudományos műszerei három órával azelőtt kezdtek adatokat gyűjteni a a Ganymedesről, hogy a legközelebb jutottak hozzá. Közülük a szonda ultraibolya spektrométere (UVS), a Jupiter Infravörös spektrométer (JIRAM), valamint a mikrohullámúsugárzás-detektor (MWR) végezték el a legfontosabb méréseket, feltárva a Ganymedes jégkérgének szerkezetét, összetételét és hőmérsékletét – legalábbis abban a sávban, ahol a szonda elhaladt.

Jelenlegi tudásunk szerint valószínűleg így néz ki a Ganymedes belseje, ahol egy külső és egy belső jégréteg fog közre egy óceántIllusztráció: Kelvinsong

„A Ganymedes jégkérgén vannak világosabb és sötétebb régiók, ami arra utal, hogy egyes részek szinte tisztán csak jégből, mások azonban szennyezettebb jégből állnak. A mikrohullámúsugárzás-detektor az első részletes adatokat szolgáltatja majd arról, hogyan változik a jég összetétele és szerkezete a felszíntől való távolsággal. Ennek segítségével jobban fogjuk érteni, hogyan alakul ki a jégkéreg, és hogyan újulnak meg egyes részei az idők során"

- magyarázta a mérések jelentőségét Bolton. A NASA szerint ezek az eredmények kiegészítik majd az európai űrügynökség JUICE űrszondájának vizsgálatait, amely a 2030-as évek elején radarral térképezi majd fel a Ganymedes jégkérgének szerkezetét.

A Ganymedes melletti elhaladása során a Juno színes kamerája, a JunoCam mindössze öt felvételt tudott készíteni, de ezek várhatóan legalább olyan részletesek lesznek, mint a Voyager-2 és a Galileo legjobb képei a Ganymedesről. A kutatók a tervek szerint összehasonlítják majd a JunoCam felvételeit a korábbi szondákéval, esetleges felszíni változások, például új kráterek létrejötte után kutatva. Ha találnak ilyeneket, az segíthet megbecsülni, mennyire gyakran találják el a külső naprendszer holdjait kisebb égitestek, illetve azt, hogy egyáltalán hány ilyen kisebb égitest van a külső naprendszerben.

A felszín és a felszín alatti régió vizsgálata mellett a Juno rádiótartományú méréseket is végez majd, amelyek célja annak megállapítása, hogy valóban létezik-e a Ganymedes körül egy vékony, töltött részecskékből álló ionoszféra. A mérés a NASA űrszondákkal való kommunikációra és ehhez hasonló vizsgálatokra használt Deep Space Networkjének segítségével valósult meg. Dustin Buccino, a Juno rádiójeleinek kiértékelésével foglalkozó szakember szerint amikor a szonda a Földről nézve elhaladt a Ganymedes mögött, a rádiójelek áthaladtak a hold ionoszféráján, és ez enyhe frekvenciaváltozáshoz vezetett, amit elméletileg képesek voltak rögzíteni a NASA canberrai rádióantennái. Ennek az apró változásnak a megfigyelésével megerősíthető az ionoszféra létezése, és Dustin szerint vizsgálható a hold és a Jupiter mágneses terével való kapcsolata is.

A Juno az elhaladás során egy innovatív módszerrel felderítette a hold körüli sugárzási környezetet is. A kutatók a szonda normál esetben távoli csillagokat követő navigációs kameráit felhasználva speciális felvételeket gyűjtöttek a Ganymedeshez közeli régióban. Mint Heidi Becker, a Juno sugárzási környezetre vonatkozó méréseit vezető szakember elmondta, a nagy energiájú részecskék pöttyökként, illetve íves, vagy egyenes csíkokként jelennek meg a felvételeken, kiértékelésüket követően pedig feltárják majd a szonda által tapasztalt sugárzási környezet jellemzőit.

A Ganymedes melletti elhaladást követően kevesebb mint 24 órával a szonda már a Jupiter felhőzetét közelíti meg, hogy folytassa a gázóriási légkörének és szerkezetének 2016-ban megkezdett vizsgálatát.

Járvány, klímaváltozás, forradalmak – mindez csak három dermesztő arca annak a felbolydult világnak, ami ránk vár. Lesz még neki jó pár. Ha teheted, segítsd a munkánkat, mi megháláljuk a bizalmadat, és ebben a nagy zavarodottságban hitelesen, alaposan és közérthetően magyarázzuk el, hogy a legégetőbb kérdésekre milyen válaszokat adnak a sárgolyó legnagyobb elméi. Maradj velünk. Támogatom a Qubit szerkesztőségét!

Kapcsolódó cikkek a Qubiten: