Hur NASAs Juno Probe kommer att låta forskare göra kosmisk arkeologi

NASA: s Juno rymdfarkoster har varit i omlopp runt Jupiter sedan den 4 juli, samlar data medan man bekämpar tung strålning skapad av Jupiters intensiva magnetfält. Under de närmaste 20 månaderna kommer rymdfarkosten att samla data på planetens atmosfär, magnetosfär, auror, kemiska kompositioner och så vidare. Det är ett massivt uppdrag och ett som inte bara handlar om Jupiter. Gasjätten fungerar verkligen som en proxy för solsystemet själv. Forskare vill förstå hur det hela saken började.

"Det är inte egentligen arkeologi, i den meningen att arkeologi handlar om att avlägsna resterna av tidigare mänskliga kulturer och civilisationer", säger Jonathan Lunine, en planetarisk forskare vid Cornell University vars undersökningar är starkt kopplade till Juno uppdrag. "Men det är arkeologi, i den meningen att vi försöker avta från en rekord, som i sin natur är ofullkomlig, den tidigaste delen av solsystemets historia." Jupiter är viktigt för det: det är så stort att det sopade Upp allt detta material och lagrade det väsentligen.

Den största planet i solsystemet, Jupiter föddes först och växte snabbt och lockade alla elementära material och föreningar som utgör resten av de himmelska föremålen i omlopp runt vår sol. Att studera det för att lära sig om det bredare systemet är inte till skillnad från att studera ett träds ringar för att lära sig klimatfluktuationer.

"Jupiter och Saturn hade tillsammans en primär effekt på diskens dynamik från vilken jord och andra planeter bildades", säger Lunine. Specifikt säger han att forskare kan lära sig hur Jupiter bildades och hur det kan ha påverkat utvecklingen av sina grannar genom att räkna ut två saker:

1) Har planeten en stenig kärna? Närvaron av en kärna kommer att berätta för oss om Jupiter bildades genom en tvåstegs process av kärntillväxt följt av kollaps av gas, vilket skulle indikera en förlängd formationstid som sammanföll med födelsen och tillväxten av andra markplaneter.

Om vi ​​upptäcker att Jupiter inte har någon kärna - och speciellt om vi en gång upptäcker att Saturnus inte heller - "då skulle det leda oss till en mycket snabbare modell", säger Lunine. Det skulle tyda på att en planetskiva kollapsade och blev två planeter snarare än att formas runt en original sfär. Den processen kunde ha skett mycket tidigare.

2) Vad i helvete är Jupiter gjord av? Lunine och hans kollegor är intresserade av att lära exakt vad planetens sammansättning är för att det sannolikt också är "sammansättningen av byggstenarna i alla solsystemets planeter, inklusive material som kan ha levererat vatten till jorden".

"Detta," säger Lunine, "är typ av kosmisk arkeologi del."

Som en stad som byggs från material endemiskt till en region, måste Jupiter ha byggts av material som finns i sitt galaktiska grannskap. Städer faller ifrån varandra och det är säkert att Jupiters sammansatta material har förvandlats kemiskt över tiden, men delarna är fortfarande delarna - och det är sant när det gäller syre och vatten också.

Att undersöka vatten på Jupiter är verkligen ett försök att studera syre hur det ackumuleras syre på vår planet. Om vi ​​kan komma med den informationen kan vi till och med kunna förstå planet och förstå hur syre ackumuleras i planeter. Att veta detta beteende är ett slags omvänd sätt att ta reda på hur en planet utvecklar möjligheten att samla vatten.

Lunins arbete handlar om dessa två undersökningar. För att studera närvaron av en kärna följer han noggrant efter data Juno samlar med avseende på gravitationsbeteende som härrör från planeten, involverar observationer relaterade till Doppler-effekten. För att titta på vattenets överflöd, följer han och hans kollegor information som samlats in av rymdskeppens mikrovågsradiometer och använder radiovåglängder för att mäta vatten som sitter i planetens moln.

Juno-uppdraget själv har verkligen blivit möjligt i dagens version av NASA. Det är ett uppdrag som uteslutande fokuserar på Jupiter, i motsats till vägen Cassini studerar alla slags månar som kretsar kring Saturnus och Nya Horizons rör sig långt bortom Pluto. Detta beror på att du studerar Jupiter, du måste komma till en omlopp som är tillräckligt nära att studera planeten samtidigt som du motstår en våldsam miljö som oundvikligen kommer att döda bort rymdskepp. Det måste vara en mycket specialiserad och smal utredning.

Upplåsning av hemligheterna av Jupiters ursprung och barnets lunglighet kommer egentligen bara att börja i oktober, när Juno kommer att genomgå en annan motorbränning för att finagle sig in i en ännu närmare bana. Det är verkligen när Lunines forskning kan börja. "Det här är verkligen ett fantastiskt tillfälle", säger han.