JUNO

14 de mayo de 2023, esta imagen de JunoCam de la luna joviana Io se recopiló durante el sobrevuelo de Juno a la luna el 1 de marzo de 2023. En el momento del acercamiento más cercano, Juno estaba a unos 51,500 kilómetros de distancia de Io.

La nave espacial Juno de la NASA volará más allá de la luna volcánica Io de Júpiter el martes 16 de mayo, y luego del gigante gaseoso poco después. El sobrevuelo de la luna joviana será el más cercano hasta la fecha, a una altitud de unos 35.500 kilómetros. Ahora, en el tercer año de su misión extendida para investigar el interior de Júpiter, la nave espacial impulsada por energía solar también explorará el sistema de anillos donde residen algunas de las lunas internas del gigante gaseoso. Hasta la fecha, Juno ha realizado 50 sobrevuelos de Júpiter y también ha recopilado datos durante encuentros cercanos con tres de las cuatro lunas galileanas: los mundos helados Europa y Ganímedes, y el ardiente Io.

"Io es el cuerpo celeste más volcánico que conocemos en nuestro sistema solar", dijo Scott Bolton, investigador principal de Juno del Southwest Research Institute en San Antonio. “Al observarlo a lo largo del tiempo en múltiples pases, podemos ver cómo varían los volcanes: con qué frecuencia entran en erupción, qué tan brillantes y calientes son, si están vinculados a un grupo o solo, y si cambia la forma del flujo de lava”.

Si bien Juno fue diseñado para estudiar a Júpiter, sus numerosos sensores también han proporcionado una gran cantidad de datos sobre las lunas del planeta. Junto con su generador de imágenes de luz visible JunoCam, el JIRAM (Jovian InfraRed Auroral Mapper), la SRU (Unidad de referencia estelar) y el MWR (Radiómetro de microondas) de la nave espacial estudiarán los volcanes de Io y cómo las erupciones volcánicas interactúan con la poderosa magnetosfera y las auroras de Júpiter. Este gráfico descargable contiene 50 imágenes destacadas de la misión Juno de la NASA a Júpiter. Juno completó su paso cercano número 50 del gigante gaseoso el 8 de abril de 2023.

“Estamos entrando en otra parte asombrosa de la misión de Juno a medida que nos acercamos más y más a Io con órbitas sucesivas. Esta órbita 51 proporcionará nuestra mirada más cercana hasta ahora a esta luna torturada”, dijo Bolton. “Nuestros próximos sobrevuelos en julio y octubre nos acercarán aún más, lo que nos llevará a nuestros sobrevuelos gemelos con Io en diciembre de este año y febrero del próximo, cuando volemos a 1500 kilómetros de su superficie. Todos estos sobrevuelos brindan vistas espectaculares de la actividad volcánica de esta increíble luna. Los datos deberían ser asombrosos”.

Juno ha estado orbitando a Júpiter durante más de 2505 días terrestres y ha volado más de 820 millones de kilómetros. La nave espacial llegó a Júpiter el 4 de julio de 2016. El primer sobrevuelo científico ocurrió 53 días después, y la nave espacial continuó con ese período orbital hasta su sobrevuelo de Ganímedes el 7 de junio de 2021, que redujo su período orbital a 43 días. El sobrevuelo de Europa el 29 de septiembre de 2022 redujo el período orbital a 38 días. Después de los próximos dos sobrevuelos de Io, el 16 de mayo y el 31 de julio, el período orbital de Juno permanecerá fijo en 32 días.

15 de marzo de 2023, el instrumento Juno Waves midió las ondas de plasma asociadas con la magnetosfera de Ganímedes durante su sobrevuelo el 7 de junio de 2021. Se identificaron tres regiones distintas, incluida una estela y regiones diurnas y nocturnas en la magnetosfera que se distinguen por sus densidades de electrones y la variabilidad asociada. La magnetosfera incluye emisiones armónicas de ciclotrón de electrones que incluyen una banda en la frecuencia híbrida superior, así como coros y silbidos en modo silbido. Es probable que estas ondas interactúen con electrones energéticos en la magnetosfera de Ganímedes mediante la dispersión del ángulo de inclinación y/o la aceleración de los electrones. La estela se ve acentuada por turbulencias de baja frecuencia y ondas solitarias electrostáticas. Las emisiones de radio observadas antes y después del sobrevuelo probablemente tienen su origen en la magnetosfera de Ganímedes.

Juno ejecutó un sobrevuelo (1.046 km) de Ganímedes antes de su 34º perijove. El instrumento Juno Waves midió las ondas de plasma asociadas con la magnetosfera de Ganímedes, incluido el coro y el silbido en modo silbido, las bandas ECH, incluida una banda en fuh, y las ESW asociadas con la magnetopausa y la estela de Ganímedes. El fuh proporciona una medida de ne, revelando dos regiones distintas en la magnetosfera: una con una densidad que aumenta suavemente hasta un pico cercano a los 15 cm⁻³ y una región más perturbada con densidades máximas cercanas a los 30 cm⁻³ durante el paso de salida. El límite entre estas dos regiones se produce cuando Juno se mueve de la ionosfera del lado nocturno al lado diurno, quizás proporcionando la densidad electrónica adicional e incluso la turbulencia observada. La trayectoria de Juno se acercó a Ganímedes en su hemisferio de estela corotacional (hemisferio anterior orbital). Aquí, el instrumento Waves encontró ráfagas de banda ancha de ondas de plasma, incluidas las ESW que marcan la entrada en una estela prolongada con emisiones continuas en ráfagas hasta la magnetopausa. Se observan múltiples emisiones de ECH justo dentro de la magnetopausa evolucionando en solo una o dos bandas cerca de fuh. Estas bandas se observaron un poco más allá de un pico local en la densidad en la aproximación más cercana antes de un conjunto de emisiones mucho más desordenado en el fuh. A continuación se observan emisiones en modo silbido. Estos incluyen coros de propagación cuasi-paralelos y oblicuos, así como silbidos cuasi-paralelos. También se observaron ESW en el cruce de la magnetopausa de salida. Es probable que se genere una emisión de radio de banda estrecha observada cerca de 50 kHz, antes y después del sobrevuelo, en la magnetosfera de Ganímedes a través de la conversión de modo de ondas electrostáticas a frecuencias relacionadas con fpe.

El 7 de junio de 2021, Juno cruzó la trayectoria orbital de Ganímedes, la luna de Júpiter, volando a 1.046 km de la superficie. La cámara de navegación de la Unidad de Referencia Estelar (SRU) sensible a la luz baja de Juno capturó una imagen del lado oscuro del satélite en una región de Xibalba Sulcus iluminada únicamente por el brillo de Júpiter. Recolectada en un ángulo de incidencia alto con una resolución de 670 a 920 m/píxel, la imagen revela la morfología del terreno, material eyectado y numerosos cráteres pequeños que no se pueden discernir en las imágenes de la Voyager utilizadas para el mapa geológico global de Ganímedes del USGS. Los datos de Juno permiten un mapeo mejorado de la superficie de Ganímedes y la reinterpretación de las edades del material y del cráter en una región previamente caracterizada como material ligero "indiviso" debido a la baja resolución de la imagen. Las condiciones de iluminación logradas por la geometría de observación SRU también revelan la morfología detallada de una característica brillante alargada de 270 km en esta área. Estas características recientemente resueltas contribuyen a una mejor comprensión de la compleja historia de Ganímedes.

La SRU con poca luz de Juno reveló un nivel excepcional de detalle de la superficie en Xibalba Sulcus al adquirir su novedosa imagen del lado oscuro de Ganímedes bajo "Jupiter-shine". Hemos propuesto actualizaciones del mapa geológico de Ganímedes del USGS, con la ayuda del contraste y el sombreado logrados en esta imagen de alta resolución y alto ángulo de incidencia. Las actualizaciones incluyen la revisión de las unidades de material del terreno al norte de ∼20°N, donde se ve que gran parte del sitio tiene surcos ligeros, en lugar de material tenue. Varios cráteres se vuelven a caracterizar como relativamente más jóvenes debido al descubrimiento de sus eyecciones continuas. Los materiales tenues y acanalados ligeros, y sus relaciones y límites transversales, se identifican donde la caracterización de la superficie era imposible utilizando imágenes de Voyager y Galileo. También hemos informado del descubrimiento de lo que puede ser uno de los cráteres de cúpula central anómalos (sin borde) más pequeños en Ganímedes a 14,7°N, 82,7°O (con una estructura central visible de 29,5 km de diámetro), múltiples cráteres secundarios pequeños (y posiblemente primarios). ) cráteres, y una posible patera criovolcánica a 21°N, 82°W. Una característica alargada de alto albedo en ∼19°N, 79°W se identifica como un rocío de eyección fresca y pequeños impactos con más de un posible origen. Su morfología irregular con manchas y su alineación radial en un gran círculo con el cráter Tros de rayos brillantes sugiere que es un fragmento de rayo separado de ese gran cráter de impacto joven. Aunque su separación de >1.400 km de los rayos cercanos a Tros es inusual, es posible que exista material de rayos oscuros dentro de este espacio y no sea visible en las imágenes existentes. Si bien podría decirse que su morfología está más en línea con un origen de rayo distal, no podemos excluir por completo la posibilidad de que la característica alargada sea el registro de impactos de un cometa fragmentado disperso.

En junio de 2021, la nave espacial Juno realizó un sobrevuelo cercano de Ganímedes. Durante el encuentro, Juno pasó detrás de Ganímedes durante 15 minutos, tal como se observa desde la Tierra, proporcionando la geometría para realizar un experimento de ocultación de radio para sondear la tenue ionosfera de Ganímedes. Los enlaces de radio de banda X y banda Ka se transmitieron desde Juno a antenas en Deep Space Network. Los electrones que se encuentran a lo largo de la ruta de propagación de radio hacen avanzar la fase de la señal y una combinación lineal de las dos frecuencias permite una medición directa del contenido de electrones a lo largo de la ruta de propagación. En el ingreso de la ocultación, se observó un pico de ionosfera de 2000 ± 500 (1-σ) cm⁻³ cerca de la superficie. En la salida de la ocultación, no se detectó ionosfera estadísticamente significativa. La observación de ingreso vio donde las líneas del campo magnético intrínseco de Ganímedes están abiertas, mientras que la observación de salida vio donde las líneas de campo están cerradas, lo que implica que la ionización por impacto de electrones juega un papel clave en la generación de la ionosfera.

La atmósfera de Ganímedes se genera mediante la pulverización catódica de partículas cargadas y la sublimación de la superficie helada con detecciones del telescopio espacial Hubble. En el contexto de las mediciones de ocultación de Juno, los puntos de ocultación de entrada y salida parecen estar en regiones ricas en hielo donde esto puede ocurrir. La ionosfera de Ganímedes se genera a partir de la atmósfera neutra a través de la fotoionización y la ionización por impacto de electrones de la magnetosfera de Júpiter. La ocultación de radio de Juno se observa en el punto más cercano a la superficie de Ganímedes a lo largo de la trayectoria del rayo entre la nave espacial y la Tierra. En esta geometría, la entrada estaba en la sombra mientras que la salida estaba en una región iluminada por el Sol. Al comparar los puntos de ocultación con los límites de la línea de campo abierto-cerrado de la magnetosfera de Ganímedes, es evidente que la entrada ocurrió en la región de la línea de campo abierto y la salida probablemente ocurrió en la Regiones de línea de campo cerrado. Dado que las tasas de ionización por impacto de electrones serían más altas en las regiones de líneas de campo abiertas, la ocultación de Juno arroja luz sobre los mecanismos de generación de la ionosfera de Ganímedes.

El marcado contraste en la geometría de la ocultación de Juno (ingreso en la sombra, pero línea de campo abierta y salida iluminada por el sol, pero en una región de línea de campo cerrada) indica que la ionización por impacto de electrones juega un papel importante en la generación de la ionosfera de Ganímedes en la región de la línea de campo abierto. Esto es corroborado por la fuerte detección de la ionosfera por radio ocultación de Galileo. La ocultación de la salida del G8, que se produjo a una latitud de 47°N y una longitud oeste de 22°, también se encontraba en la región de línea de campo abierta definida por Jia & Kivelson, 2021. Los esfuerzos de modelado anteriores de la ionosfera de Ganímedes han sido realizados por Eviatar et al. (2001), Carnielli et al. (2019) y Carnielli et al. (2020). Eviatar et al. (2001) modelaron que la densidad superficial de los electrones es de unos 400 cm⁻³ con una altura de escala de 600 km. Cerca de la superficie, la altura de la escala puede ser considerablemente más pequeña, lo que produce una mayor densidad superficial. Aunque la densidad de la superficie modelada está muy por debajo del límite superior obtenido por la medición de ocultación de radio de Galileo, Eviatar et al. (2001) también muestran que las densidades electrónicas máximas medidas por Kliore (1998) no contradicen un modelo de la ionosfera en la región del casquete polar debido a las grandes incertidumbres en los parámetros atómicos y ambientales. La observación de ocultación de entrada de Juno de 2000 cm⁻³ es inferior al límite superior establecido por la ocultación de salida de Galileo G8 y, por lo tanto, los resultados de ocultación de Juno tampoco excluyen este límite superior de las posibilidades. Extendiendo a Carnielli et al. (2019, 2020), propusieron que el aumento de las densidades de la atmósfera neutra o el aumento de las tasas de ionización por impacto de electrones pueden explicar las discrepancias entre las observaciones y los modelos. Juno ejecutó con éxito una ocultación de radio de Ganímedes durante un encuentro cercano el 7 de junio de 2021. Los perfiles de electrones de entrada y salida se obtuvieron utilizando una técnica de doble frecuencia. Al ingresar, se detectó una firma de ionosfera con una densidad electrónica máxima de 2000 ± 500 (1-σ) cm−3 a 15 km con una altura de escala de 1050 ± 110 km. A la salida, no se detectó ionosfera estadísticamente significativa. Por lo tanto, a primera vista, los resultados de la ocultación de Juno parecen consistentes con los resultados de la campaña de ocultación de Galileo, donde solo se observó una fuerte detección de una ionosfera con un pico de aproximadamente 5000 cm−3 a 16 km (Kliore, 1998) de ocho perfiles de ocultación. . Con el conocimiento actual de la interacción entre la atmósfera de Ganímedes, la ionosfera y la magnetosfera de Júpiter, llegamos a la conclusión de que la razón de la capacidad de detectar una ionosfera con la técnica de ocultación de radio se debe a tasas de ionización por impacto de electrones más altas en regiones de línea de campo abierto, donde positivo se producen detecciones de la ionosfera.

25 de febrero de 2023, si bien la envoltura masiva de gas de Júpiter consiste principalmente en hidrógeno y helio, la clave para comprender la formación y evolución de Júpiter radica en la distribución de los elementos (pesados) restantes. Antes de la misión Juno, la falta de armónicos de gravedad de alta precisión impedía el uso de análisis estadísticos en una determinación sólida de la distribución de elementos pesados en la envoltura de Júpiter. En este documento, reunimos la colección más completa y diversa de modelos interiores de Júpiter hasta la fecha y la usamos para estudiar la distribución de elementos pesados en la envoltura del planeta. Aplicamos un enfoque estadístico bayesiano a los cálculos de nuestro modelo interior, reproduciendo las medidas y restricciones gravitacionales y atmosféricas de Juno de los flujos zonales profundos.

Nuestros resultados muestran que las restricciones de gravedad conducen a una profunda entropía de Júpiter correspondiente a una temperatura de 1 bar que es 515 K más alta de lo que tradicionalmente se suponía. También encontramos que las incertidumbres en la ecuación de estado son cruciales para determinar la cantidad de elementos pesados en el interior de Júpiter. Nuestros modelos ponen un límite superior al núcleo compacto interno de Júpiter de 7 MTierra, independientemente del modelo de estructura (con o sin núcleo diluido) y la ecuación de estado considerada. Además, demostramos sólidamente que la envoltura de Júpiter no es homogénea, con un enriquecimiento de elementos pesados en el interior en relación con la envoltura exterior. Esto implica que el enriquecimiento de elementos pesados continuó durante la fase de acumulación de gas, con implicaciones importantes para la formación de planetas gigantes en nuestro Sistema Solar y más allá.

Este estudio reproduce exhaustivamente las restricciones de observación de las mediciones de Juno (los armónicos de gravedad pares e impares y la abundancia de agua en la atmósfera), junto con las mediciones de helio de la sonda Galileo, explora diferentes modelos para el interior de Júpiter y considera todas las ecuaciones de estado recientes. Mostramos que las restricciones de la gravedad apuntan a una profunda entropía de Júpiter que corresponde a una temperatura de 1 bar que es más alta de lo que se supone tradicionalmente (es decir, 170-180 K en lugar de 166 K). Demostramos sólidamente que la abundancia de elementos pesados no es homogénea en la envoltura de Júpiter. Nuestros resultados implican que Júpiter continuó acumulando elementos pesados en grandes cantidades mientras su envoltura de hidrógeno-helio crecía, contrariamente a las predicciones basadas en la masa de aislamiento de guijarros en su encarnación más simple, favoreciendo en cambio los elementos basados en planetesimales o modelos híbridos más complejos. Además, la envoltura no se mezcló por completo durante la evolución posterior del planeta, ni siquiera cuando Júpiter era joven y caliente. Nuestro resultado muestra claramente la necesidad de una mayor exploración de modelos interiores no adiabáticos para los planetas gigantes, y proporciona un ejemplo base para los exoplanetas: una envoltura no homogénea implica que la metalicidad observada es un límite inferior a la metalicidad global del planeta. Por lo tanto, las metalicidades inferidas a partir de observaciones atmosféricas remotas en exoplanetas podrían no representar la mayor parte de la metalicidad del planeta. Además, demostramos que el conocimiento de la ecuación de estado es crucial para determinar la masa de los elementos pesados en el interior de Júpiter, y ponemos restricciones importantes en el núcleo interno de Júpiter, que se encuentra que es de hasta 7 MTierra, un resultado que es independiente del modelo interior y de la ecuación de estado adoptada en los cálculos.

Por otro lado vamos al PJ34 de la nave Juno, cuando se aproximó a Ganimedes. JunoCam adquirió cuatro imágenes en color de Ganímedes a 1-4 km/píxel durante el encuentro con PJ34, con una resolución espacial más alta que las imágenes anteriores (Voyager 1 -1979). Mosaico de las dos primeras imágenes JunoCam PJ34. Tros es el cráter brillante debajo y a la izquierda del centro La cobertura estéreo de Juno proporcionó topografía, trazando un gran domo topográfico en el punto subjoviano de Ganímedes. La cobertura JunoCam de mayor calidad caracteriza mejor las características geológicas (p. ej., el cráter Tros) para mejorar el mapa geológico de Ganímedes.

Imagen de JunoCam (izquierda) y topografía derivada de JunoCam de la misma área (derecha). Tros está a la izquierda. La cúpula ovalada de la derecha tiene 3 km de altura y está centrada en el punto subjoviano. El mayor relieve de Ganímedes es un domo topográfico de 3 km de altura en el punto subjoviano, de 450 por 750 km.

1 de febrero de 2023, ha tenido problemas la sonda Juno en su último paso por Júpiter, el generador de imágenes JunoCam a bordo de la nave espacial Juno de la NASA no adquirió todas las imágenes planificadas durante el sobrevuelo más reciente de Júpiter del orbitador el 22 de enero. Los datos recibidos de la nave espacial indican que la cámara experimentó un problema similar al que ocurrió en su anterior paso cercano de la gigante gaseoso el mes pasado, cuando el equipo vio un aumento anómalo de la temperatura después de encender la cámara en preparación para el sobrevuelo.

Sin embargo, en esta nueva ocasión, el problema persistió durante un período de tiempo más largo (23 horas en comparación con los 36 minutos durante el paso cercano de diciembre), dejando inutilizables las primeras 214 imágenes de JunoCam planificadas para el sobrevuelo. Al igual que en el caso anterior, una vez superada la anomalía que provocó el aumento de temperatura, la cámara volvió a su funcionamiento normal y las 44 imágenes restantes eran de buena calidad y utilizables. El equipo de la misión está evaluando los datos de ingeniería de JunoCam adquiridos durante los dos sobrevuelos recientes, el 47 y el 48 de la misión, y está investigando la causa raíz de la anomalía y las estrategias de mitigación. JunoCam permanecerá encendida por el momento y la cámara seguirá funcionando en su estado nominal.

Poco después del sobrevuelo del 14 de diciembre, Juno experimentó un problema de memoria que envió a la nave espacial al modo seguro, lo que retrasó la transmisión de datos a la Tierra, según un comunicado en ese momento. Juno se recuperó sin problemas y la mayoría de los datos llegaron a la Tierra de manera segura, pero JunoCam tuvo problemas al principio del sobrevuelo.

La cámara había sido dirigida para capturar 90 imágenes durante el sobrevuelo de diciembre, pero las primeras cuatro fotos resultaron mal. El equipo de la misión determinó que cuando JunoCam se encendió, las temperaturas aumentaron lo suficiente como para interferir con la fotografía y el instrumento se había enfriado al final de esas primeras cuatro imágenes.

JunoCam es una cámara a color de luz visible diseñada para capturar imágenes de las cimas de las nubes de Júpiter. Se incluyó en la nave espacial específicamente con fines de participación pública, pero también ha demostrado ser importante para las investigaciones científicas. La cámara se diseñó originalmente para funcionar en el entorno de partículas de alta energía de Júpiter durante al menos siete órbitas, pero ha sobrevivido mucho más tiempo. La nave espacial hará su paso número 49 de Júpiter el 1 de marzo.

18 de enero de 2023, en junio de 2021, la nave espacial Juno de la NASA voló cerca de Ganímedes, la luna más grande de Júpiter, y observó evidencia de reconexión magnética. Un equipo dirigido por el Southwest Research Institute utilizó datos de Juno para examinar las partículas de electrones e iones y los campos magnéticos a medida que las líneas de campo magnético de Júpiter y Ganímedes se fusionaban, rompían y reorientaban, calentando y acelerando las partículas cargadas en la región. "Ganímedes es la única luna de nuestro sistema solar con su propio campo magnético", dijo el investigador principal de Juno, el Dr. Scott Bolton, de SwRI. "El chasquido y la reconexión de las líneas del campo magnético de Ganímedes con las de Júpiter crea los fuegos artificiales magnetosféricos".

La reconexión magnética es un proceso físico explosivo que convierte la energía magnética almacenada en energía cinética y calor. La mini magnetosfera de Ganímedes interactúa con la magnetosfera masiva de Júpiter, en la magnetopausa, el límite entre las dos regiones. "Interpretamos la presencia de electrones acelerados que viajan a lo largo del campo magnético en la magnetopausa de Ganímedes como evidencia de que la reconexión magnética estaba ocurriendo allí durante el sobrevuelo de Juno", dijo el Dr. Robert Ebert, autor principal de un artículo de Geophysical Research Letters que describe los hallazgos. "Estas observaciones respaldan aún más la idea de que la reconexión magnética en la magnetopausa de Ganímedes puede ser un impulsor de procesos dinámicos en el entorno espacial local alrededor de esta luna de Júpiter".

El Experimento de Distribuciones Aurorales Jovianas (JADE) desarrollado por SwRI a bordo de Juno observó flujos de electrones mejorados, incluidos electrones acelerados alineados con campos magnéticos. Se cree que la reconexión observada por Juno está relacionada con la generación de la aurora de Ganímedes. "Los electrones acelerados observados por JADE son similares a los observados por la nave espacial Magnetospheric Multiscale (MSS) de la NASA durante la reconexión en la magnetopausa de la Tierra", dijo el Dr. Stephen Fuselier, coautor del artículo. "Ese es uno de los emocionantes resultados del sobrevuelo de Ganímedes: a pesar de las grandes diferencias entre Ganímedes y la Tierra, encontramos puntos en común en el proceso universal de reconexión magnética".

Durante el sobrevuelo de Juno, el espectrógrafo ultravioleta (UVS) dirigido por SwRI observó las emisiones aurorales de Ganímedes, que se espera que sean producidas por electrones acelerados a través de la reconexión magnética. SwRI ha construido dos instrumentos UVS adicionales para operar en la órbita de Júpiter a bordo de la nave espacial JUpiter ICy moons Explorer (JUICE) de la ESA y Europa Clipper de la NASA.

La misión JUICE (JUpiter ICy moons Explorer) de la Agencia Espacial Europea está programada para lanzarse en abril de 2023 y llegar a Júpiter en 2031. El Europa Clipper de la NASA está programado para lanzarse en octubre de 2024 y llegar a Júpiter en 2030. "Nada es simple, o pequeño, cuando tienes al planeta más grande del Sistema Solar como vecino", dijo Thomas Greathouse, un científico de Juno de SwRI. "Esta fue la primera medición de esta complicada interacción en Ganímedes. Esto nos da una tentadora muestra muy temprana de la información que esperamos aprender de la misión JUICE de la ESA".

3 de enero de 2023, la nave espacial Juno de la NASA completó su paso cercano número 47 de Júpiter el 14 de diciembre. Posteriormente, cuando el orbitador alimentado por energía solar enviaba sus datos científicos a los controladores de la misión desde su computadora a bordo, el enlace descendente se interrumpió. El problema, la incapacidad de acceder directamente a la memoria de la nave espacial que almacena los datos científicos recopilados durante el sobrevuelo, probablemente fue causado por un pico de radiación cuando Juno voló a través de una porción de radiación intensiva de la magnetosfera de Júpiter. Los controladores de la misión en el JPL y sus socios de la misión reiniciaron con éxito la computadora y, el 17 de diciembre, pusieron la nave espacial en modo seguro, un estado de precaución en el que solo funcionan los sistemas esenciales.

A partir del 22 de diciembre, los pasos para recuperar los datos de sobrevuelo arrojaron resultados positivos y el equipo ahora está descargando los datos científicos. No hay indicios de que los datos científicos a través del momento del acercamiento más cercano a Júpiter, o del sobrevuelo de la nave espacial de la luna Io de Júpiter, se hayan visto afectados negativamente. Se espera que el resto de los datos científicos recopilados durante el sobrevuelo se envíen a la Tierra durante la próxima semana, y la salud de los datos se verificará en ese momento. Se espera que la nave espacial salga del modo seguro en aproximadamente una semana. El próximo sobrevuelo de Juno a Júpiter será el 22 de enero de 2023.

15 de diciembre de 2022, la misión Juno de la NASA capturó esta vista infrarroja de la luna volcánica de Júpiter Io el 5 de julio de 2022, cuando la nave espacial estaba a unos 80 000 kilómetros de distancia. Esta imagen infrarroja se derivó de los datos recopilados por el instrumento Jovian Infrared Auroral Mapper (JIRAM) a bordo de Juno. En esta imagen, cuanto más brillante es el color, mayor es la temperatura registrada por JIRAM.

Después de revelar una gran cantidad de detalles sobre las lunas Ganímedes y Europa, la misión a Júpiter está fijando su mirada en la luna hermana Io. La misión Juno está programada para obtener imágenes de la luna joviana Io el 15 de diciembre como parte de su exploración continua de las lunas internas de Júpiter. Ahora, en el segundo año de su misión extendida para investigar el interior de Júpiter, la nave espacial impulsada por energía solar realizó un sobrevuelo cercano de Ganímedes en 2021 y de Europa a principios de este año.

La luna Io de Júpiter, el lugar más volcánico del sistema solar, seguirá siendo objeto de la atención del equipo de Juno durante el próximo año y medio. Su exploración de la luna del 15 de diciembre será el primero de nueve sobrevuelos, dos de ellos desde solo 1500 kilómetros de distancia. Los científicos de Juno utilizarán esos sobrevuelos para realizar la primera campaña de monitoreo de alta resolución en la luna incrustada de magma, estudiando los volcanes de Io y cómo las erupciones volcánicas interactúan con la poderosa magnetosfera y la aurora de Júpiter.

“El equipo está muy emocionado de que la misión extendida de Juno incluya el estudio de las lunas de Júpiter. Con cada sobrevuelo cercano, hemos podido obtener una gran cantidad de información nueva”, dijo el investigador principal de Juno, Scott Bolton, del Southwest Research Institute en San Antonio. "Los sensores Juno están diseñados para estudiar a Júpiter, pero estamos encantados de lo bien que pueden realizar una doble función al observar las lunas de Júpiter".

“Cuando combinamos los datos de MWR con las imágenes de la superficie, encontramos que las diferencias entre estos diversos tipos de terreno no son solo superficiales”, dijo Bolton. “El terreno joven y brillante parece más frío que el terreno oscuro, y la región más fría muestreada fue el cráter de impacto Tros, del tamaño de una ciudad. El análisis inicial realizado por el equipo científico sugiere que la capa de hielo conductivo de Ganímedes puede tener un espesor promedio de aproximadamente 50 kilómetros o más, con la posibilidad de que el hielo sea significativamente más grueso en ciertas regiones”.

Esta animación ilustra cómo el campo magnético que rodea a Ganímedes, la luna de Júpiter (representada por las líneas azules), interactúa e interrumpe el campo magnético que rodea a Júpiter (representado por las líneas naranjas).

Varios artículos basados en el sobrevuelo de Ganímedes del 7 de junio de 2021 se publicaron recientemente en Journal of Geophysical Research y Geophysical Research Letters. Incluyen hallazgos sobre el interior de la luna, la composición de la superficie y la ionosfera, junto con su interacción con la magnetosfera de Júpiter, a partir de los datos obtenidos durante el sobrevuelo. Los resultados preliminares del sobrevuelo de Europa de Juno el 9 de septiembre incluyen las primeras observaciones en 3D de la capa de hielo de Europa. debajo del hielo.

Durante los sobrevuelos, el radiómetro de microondas (MWR) de Juno agregó una tercera dimensión a la exploración de la luna joviana de la misión: brindó una mirada innovadora debajo de la corteza de hielo de agua de Ganímedes y Europa para obtener datos sobre su estructura, pureza y temperatura tan bajas como de profundidad de unos 24 kilómetros por debajo de la superficie. Las imágenes de luz visible obtenidas por la JunoCam de la nave espacial, así como por misiones anteriores a Júpiter, indican que la superficie de Ganímedes se caracteriza por una mezcla de terreno oscuro más antiguo, terreno brillante más joven y cráteres brillantes, así como características lineales que están potencialmente asociadas con actividad tectónica.

Durante el acercamiento de la nave espacial a Ganímedes en junio de 2021, los instrumentos del Campo magnético de Juno (MAG) y el Experimento de distribuciones aurorales jovianas (JADE) registraron datos que muestran evidencia de la ruptura y reforma de las conexiones del campo magnético entre Júpiter y Ganímedes. El espectrógrafo ultravioleta (UVS) de Juno ha estado observando eventos similares con las emisiones aurorales ultravioleta de la luna, organizadas en dos óvalos que envuelven a Ganímedes. “Nada es fácil, o pequeño, cuando tienes al planeta más grande del sistema solar como vecino”, dijo Thomas Greathouse, un científico de Juno de SwRI. “Esta fue la primera medición de esta complicada interacción en Ganímedes. Esto nos da una tentadora muestra muy temprana de la información que esperamos obtener del JUICE”, el JUpiter ICy moons Explorer de la ESA (Agencia Espacial Europea), y las misiones Europa Clipper de la NASA”.

21 de noviembre de 2022, el 29 de noviembre de 2021, la misión Juno de la NASA completó su 38º sobrevuelo cercano de Júpiter. Mientras la nave espacial volaba a alta velocidad sobre las cimas de las nubes del planeta gigante, su instrumento JunoCam capturó esta mirada a dos de las lunas más grandes de Júpiter. En primer plano, se pueden ver patrones de viento en espiral similares a huracanes llamados vórtices girando en la región polar norte del planeta. Estas poderosas tormentas pueden tener más de 50 kilómetros de altura y cientos de kilómetros de ancho. Debajo del horizonte curvo de Júpiter, aparecen dos lunas jovianas: Calisto (abajo) e Io (arriba).

Juno realizará sobrevuelos cercanos a Io en diciembre de 2023 y febrero de 2024, los primeros encuentros cercanos de este tipo con esta luna intrigante en más de dos décadas. Io es el cuerpo más volcánico de nuestro sistema solar, y sus erupciones dejan un rastro de material que llena la magnetosfera de Júpiter y crea un toroide de gas y polvo alrededor de Júpiter. Durante los sobrevuelos, Juno estudiará los volcanes y la geología de Io, buscará signos de un océano de magma e investigará cómo interactúa Io con la magnetosfera gigante de Júpiter.

El científico aficionado Gerald Eichstädt usó datos sin procesar de JunoCam para hacer la versión original de esta imagen, y luego otro científico amateur, Thomas Thomopoulos, la procesó aún más, acercándola y haciendo mejoras de color. En esta vista, el norte está abajo. En el momento en que se tomó la imagen, Juno estaba a unos 14.000 kilómetros por encima de las nubes de Júpiter, a una latitud de unos 69º, viajando a una velocidad de unos 198.000 Km/h en relación con el planeta.

23 de octubre de 2022, el 29 de septiembre de 2022, la nave espacial Juno de la NASA realizó un sobrevuelo cercano de la luna helada Europa de Júpiter, a una distancia de aproximadamente 350 kilómetros. Con una velocidad relativa de aproximadamente 23,6 Km/s, la nave espacial Juno solo tuvo unos minutos para recopilar datos e imágenes durante su sobrevuelo cercano de Europa. En este video, las mediciones del instrumento Juno's Waves durante el sobrevuelo se han convertido a una frecuencia audible. A medida que la línea blanca se mueve a través del espectrograma, que es una forma visual de representar la intensidad de la señal a lo largo del tiempo, se puede escuchar la variación de frecuencia de las ondas de plasma observadas cerca de Europa a medida que varía la densidad del plasma. El video muestra los datos recopilados durante aproximadamente 1,5 horas durante el evento. El tiempo se indica a lo largo del eje x y se muestra en tiempo universal coordinado, que es el estándar científico mundial de cronometraje.

Este video destaca las ondas de plasma observadas por el instrumento Juno Waves en el rango de frecuencia de 50 a 150 KHz. La pantalla a color muestra las amplitudes de los campos eléctricos en función del tiempo y la frecuencia. Los colores más cálidos representan amplitudes más grandes. Las motas son emisiones a una frecuencia característica de un plasma magnetizado. Dada la magnitud del campo magnético del magnetómetro de Juno, estas emisiones nos dicen que la densidad del plasma cerca de Europa osciló entre 60 y 120 electrones por centímetro cúbico, pero con un pico muy breve de cerca de 300 por centímetro cúbico justo en el punto más cercano de Juno a Europa. Este rango de densidades es similar a las medidas por el instrumento de ondas de plasma en la nave espacial Galileo de la NASA, que realizó varios sobrevuelos de Europa entre 1996 y 2000.

El instrumento Waves fue diseñado para ayudar a los científicos a comprender la interacción entre la atmósfera de Júpiter, su campo magnético, su magnetosfera y comprender las auroras de Júpiter. Está diseñado para detectar campos eléctricos de emisiones de radio desde 50 Hz hasta 40 MHz y campos magnéticos desde 50 Hz hasta 20 KHz. Conocer la densidad del plasma cerca de Europa es importante para comprender cómo interactúa Europa con la magnetosfera de Júpiter. El campo magnético de Júpiter, el más grande del Sistema Solar, atrapa el gas de partículas cargadas (plasma) que llena el espacio que rodea a Europa (y el resto del sistema de Júpiter). A medida que Europa se mueve en su órbita, el campo magnético varía. Las variaciones temporales del campo magnético inducen a Europa a producir su propio campo magnético que, a su vez, puede proporcionar pistas sobre la estructura del interior de la luna. Conocer el entorno de plasma cerca de Europa permite una medida más precisa de este campo inducido.

6 de octubre de 2022, parece que el sobrevuelo de la nave Juno con Europa está dando los frutos que los científicos esperaban.

La foto de mayor resolución que la misión Juno de la NASA ha tomado jamás de una porción específica de la luna Europa de Júpiter revela una vista detallada de una región desconcertante de la corteza helada fuertemente fracturada. La imagen cubre aproximadamente 150 kilómetros por 200 kilómetros de la superficie de Europa, revelando una región atravesada por una red de finos surcos y crestas dobles (pares de largas líneas paralelas que indican características elevadas en el hielo). Cerca de la parte superior derecha de la imagen, así como justo a la derecha y debajo del centro, hay manchas oscuras posiblemente vinculadas a algo que está debajo de la superficie. Debajo del centro y a la derecha hay una característica de la superficie que recuerda una negra musical, que mide 67 kilómetros de norte a sur por 37 kilómetros de este a oeste. Los puntos blancos en la imagen son firmas de partículas de alta energía penetrantes del entorno de radiación severa alrededor de la luna.

La Unidad de Referencia Estelar (SRU) de Juno, una cámara estelar utilizada para orientar la nave espacial, obtuvo la imagen en blanco y negro durante el sobrevuelo de Europa de la nave espacial el 29 de septiembre de 2022, a una distancia de aproximadamente 412 kilómetros. Con una resolución que varía de 256 a 340 metros por píxel, la imagen fue capturada cuando Juno pasó a una velocidad de 24 Km/s sobre una parte de la superficie que estaba en la noche. débilmente iluminado por el "brillo de Júpiter": la luz del Sol se refleja en las cimas de las nubes de Júpiter.

“Esta imagen está desbloqueando un increíble nivel de detalle en una región que no había sido fotografiada previamente con tal resolución y bajo condiciones de iluminación tan reveladoras”, dijo Heidi Becker, coinvestigadora principal de la SRU. “El uso del equipo de una cámara de seguimiento de estrellas para la ciencia es un gran ejemplo de las capacidades innovadoras de Juno. Estas características son tan intrigantes. Comprender cómo se formaron, y cómo se conectan con la historia de Europa, nos informa sobre los procesos internos y externos que dan forma a la corteza helada”. No serán solo los científicos de la SRU de Juno quienes estarán ocupados analizando datos en las próximas semanas. Durante la órbita 45 de Juno alrededor de Júpiter, todos los instrumentos científicos de la nave espacial recopilaron datos durante el sobrevuelo de Europa y luego nuevamente cuando Juno voló sobre los polos de Júpiter unas 7 horas y media después.

Pero Juno ha tomado más imágenes de Europa, JunoCam tomó una imagen a una altitud de 1521 kilómetros sobre una región de la luna llamada Annwn Regio. En la imagen, el terreno al lado del límite entre el día y la noche se revela accidentado, con pozos y depresiones. Numerosas crestas y bandas brillantes y oscuras se extienden a lo largo de una superficie fracturada, revelando las tensiones tectónicas que la luna ha soportado durante milenios. La característica circular oscura en la parte inferior derecha es el cráter Callanish. Estas imágenes de JunoCam ayudan a llenar los vacíos en los mapas de las imágenes obtenidas por las misiones Voyager y Galileo de la NASA. El científico amateur Björn Jónsson procesó la imagen para mejorar el color y el contraste. La resolución es de aproximadamente 1 kilómetro por píxel.

Este par de imágenes muestra la misma porción de Europa capturada por la JunoCam de la nave espacial Juno durante el sobrevuelo cercano de la misión el 29 de septiembre. La imagen de la izquierda se procesó mínimamente. Un científico amateur procesó la imagen de la derecha y el contraste de color mejorado hace que se destaquen las características de la superficie más grandes.

Las imágenes de JunoCam procesadas por científicos amateurs a menudo abarcan los mundos de la ciencia y el arte. En la imagen de la derecha, procesada por Navaneeth Krishnan, el contraste de color mejorado hace que las características de la superficie más grandes se destaquen más que en la versión de la imagen ligeramente procesada (izquierda). Un ejemplo de los resultados se puede ver en la parte inferior derecha de la imagen mejorada, donde los pozos y un pequeño bloque proyectan sombras notables. La textura a pequeña escala de la superficie de la imagen debe estudiarse cuidadosamente para distinguir entre las características y los artefactos del procesamiento, pero la imagen nos sumerge más profundamente en el paisaje alienígena de Europa.

Esta vista altamente estilizada de Europa, la luna helada de Júpiter, se creó reprocesando una imagen capturada por JunoCam durante el sobrevuelo cercano de la misión el 29 de septiembre. El científico Fernando García Navarro aplicó sus talentos artísticos para crear esta imagen. Descargó y procesó una imagen en la que el astrónomo Kevin M. Gill había trabajado previamente, produciendo una representación psicodélica que tituló "Colores de otoño de Europa".

Los científicos todavía están analizando los datos recopilados durante el reciente sobrevuelo de Europa, con la esperanza de aprender más sobre el intrigante mundo, que muchos creen que podría albergar vida microbiana en las profundidades de su océano subterráneo. Sin embargo, es poco probable que Juno descubra si algo vive bajo la corteza congelada de Europa.

29 de septiembre de 2022, mientras la intrépida sonda Juno de la NASA sobrevuela de cerca el satélite Europa de Júpiter una nueva animación en video de las nubes con aspecto de magdalenas heladas del gigante gaseoso ofrece una excelente vista de la enorme atmósfera del planeta. Gracias al científico amateur, matemático y desarrollador de software Dr. Gerald Eichstädt en el Europlanet Science Congress (EPSC) 2022 en Granada, podemos vislumbrar fascinantes mechones suaves, rizos y remolinos que podrían hacer que te dirijas a la panadería más cercana. para una golosina azucarada. Pero evite esos tentadores pensamientos de postre, ya que estas nubes tóxicas de cuento de hadas en lo alto de Júpiter no tendrían un sabor apetecible en absoluto.

"Según los modelos teóricos, se espera que las nubes estén compuestas de diferentes especies químicas, amoníaco, hidrosulfuro de amonio y hielo de agua de arriba a abajo", explica el Dr. Eichstädt. "Una vez que calibremos nuestros datos gracias a otras mediciones de las mismas nubes, probaremos y refinaremos las predicciones teóricas y obtendremos una mejor imagen en 3D de la composición química".

Este video animado de 30 segundos emplea imágenes fijas capturadas por la JunoCam del vehículo, que es la cámara sensible de luz visible instalada en la nave espacial Juno. La sonda se lanzó por primera vez el 5 de agosto de 2011 y llegó a Júpiter el 4 de julio de 2016. JunoCam se instaló en Juno para ayudar a generar entusiasmo público por la misión joviana de una década y para proporcionar a los científicos ciudadanos y astrónomos en activo un fácil acceso a las imágenes obtenidas durante los sobrevuelos planetarios. Al recopilar los datos de intensidad de la luz visible capturados por la cámara, esta información sirvió como material fundamental para crear un impresionante paisaje de elevación en 3D. El cortometraje animado del Dr. Eichstädt revela un paso realizado a una altitud de 13.536 kilómetros por encima de las nubes ondulantes de Júpiter mientras pasaba zumbando en su sobrevuelo número 43.

Las observaciones del paso de la nave espacial por Europa proporcionaron el primer plano en más de dos décadas de este mundo oceánico, lo que resultó en imágenes notables y ciencia única. La compleja superficie cubierta de hielo de la luna Europa de Júpiter fue capturada por la nave espacial Juno durante un sobrevuelo el 29 de septiembre de 2022. En su máxima aproximación, la nave espacial estuvo a una distancia de aproximadamente 352 kilómetros. Este es solo el tercer paso cercano en la historia por debajo de los 500 kilómetros de altitud y la mirada más cercana que una nave espacial ha brindado a Europa desde el 3 de enero de 2000, cuando Galileo de la NASA estuvo a 351 kilómetros de la superficie.

Europa es la sexta luna más grande del sistema solar, ligeramente más pequeña que la luna de la Tierra. Los científicos creen que un océano salado se encuentra debajo de una capa de hielo de millas de espesor, lo que genera preguntas sobre las posibles condiciones capaces de albergar vida debajo de la superficie de Europa.

Este segmento de la primera imagen de Europa tomada durante este sobrevuelo por la JunoCam de la nave espacial se acerca a una franja de la superficie de Europa al norte del ecuador. Debido al contraste mejorado entre la luz y la sombra que se ve a lo largo del terminador (el límite del lado nocturno), las características del terreno accidentado se ven fácilmente, incluidos los bloques altos que proyectan sombras, mientras que las crestas y valles brillantes y oscuros se curvan a lo largo de la superficie. El hoyo oblongo cerca del terminador podría ser un cráter de impacto degradado. Con estos datos adicionales sobre la geología de Europa, las observaciones de Juno beneficiarán a futuras misiones a la luna joviana, incluido el Europa Clipper de la agencia. Programado para su lanzamiento en 2024, Europa Clipper estudiará la atmósfera, la superficie y el interior de la luna, con el principal objetivo científico de determinar si hay lugares debajo de la superficie de Europa que podrían albergar vida.

A pesar de lo emocionantes que serán los datos de Juno, la nave espacial solo tuvo una ventana de dos horas para recopilarlos, pasando la luna a una velocidad relativa de aproximadamente 23.6 Km/s. "Es muy temprano en el proceso, pero todo indica que el sobrevuelo de Europa de Juno fue un gran éxito", dijo Scott Bolton, investigador principal de Juno del Southwest Research Institute en San Antonio. "Esta primera imagen es solo un vistazo de la nueva y notable ciencia que surgirá del conjunto completo de instrumentos y sensores de Juno que adquirieron datos mientras rozábamos la corteza helada de la luna". Durante el sobrevuelo, la misión recopiló lo que serán algunas de las imágenes de mayor resolución de la luna (1 kilómetro por píxel) y obtuvo datos valiosos sobre la estructura de la capa de hielo de Europa, el interior, la composición de la superficie y la ionosfera, en además de la interacción de la luna con la magnetosfera de Júpiter.

"El equipo científico comparará el conjunto completo de imágenes obtenidas por Juno con imágenes de misiones anteriores, buscando ver si las características de la superficie de Europa han cambiado en las últimas dos décadas", dijo Candy Hansen, co-investigadora de Juno que lidera la planificación de la cámara en el Instituto de Ciencias Planetarias en Tucson, Arizona. “Las imágenes de JunoCam completarán el mapa geológico actual, reemplazando la cobertura de baja resolución existente del área”. Las vistas de primer plano de Juno y los datos de su instrumento Radiómetro de microondas (MWR) proporcionarán nuevos detalles sobre cómo varía la estructura del hielo de Europa debajo de su corteza. Los científicos pueden usar toda esta información para generar nuevos conocimientos sobre la luna, incluidos datos en la búsqueda de regiones donde puede existir agua líquida en bolsillos subterráneos poco profundos.

El sobrevuelo cercano a Europa modificó la trayectoria de Juno, reduciendo el tiempo que tarda en orbitar Júpiter de 43 a 38 días. El sobrevuelo también marca el segundo encuentro con una luna galileana durante la misión extendida de Juno. La misión exploró Ganímedes en junio de 2021 y tiene previsto realizar sobrevuelos cercanos a Io, el cuerpo más volcánico del sistema solar, en 2023 y 2024.

23 de septiembre de 2022, el 29 de septiembre, la sonda Juno de la NASA realizará el sobrevuelo más cercano de Europa, la luna helada de Júpiter, en más de 20 años, mientras la nave espacial se embarca en una misión para explorar las profundidades del hielo de Europa en busca de bolsas de agua líquida. Europa contiene un océano global debajo de una sólida corteza de hielo, lo que convierte a esta luna en uno de los lugares más intrigantes del sistema solar para buscar vida extraterrestre y una de las principales prioridades de los astrobiólogos. Aunque Juno no podrá decirnos si Europa alberga vida extraterrestre, nos enseñará más sobre la corteza helada de la luna, como qué tan gruesa es y si hay bolsas de agua líquida bajo la superficie que podrían llegar a la superficie.

Juno llegó a Júpiter en julio de 2016, y su misión se ha centrado en estudiar la atmósfera de Júpiter, desde las alturas de las cimas de sus nubes de color marrón rojizo hasta las profundidades de las capas de nubes inferiores a cientos de millas de profundidad, así como aprender sobre el poderoso gigante gaseoso. campo magnético y su estructura interior hasta llegar a su núcleo. En 2021, la NASA concedió a Juno una extensión de la misión y le dio un nuevo objetivo: estudiar algunas de las lunas de Júpiter. En junio de 2021, la nave espacial voló a 1038 kilómetros de Ganímedes, que, con 5268 km de diámetro, es la luna más grande del Sistema Solar. A continuación, será el turno de Europa, con Juno listo para pasar junto a la luna a solo 355 km sobre la superficie de Europa. Juno no verá la luna entera sino una pequeña fracción de la superficie. Sin embargo, las cámaras de Juno tienen un amplio campo de visión, un poco como el de la cámara de un teléfono inteligente, lo que permite que la nave espacial capte más del paisaje que una cámara normal.

El conjunto completo de instrumentos y sensores de la nave espacial se activará para el encuentro con Europa. El instrumento detector de partículas energéticas de Júpiter (JEDI) de Juno y su antena de radio de ganancia media (banda X) recopilarán datos sobre la ionosfera de Europa. Sus experimentos Waves, Jovian Auroral Distributions Experiment (JADE) y Magnetometer (MAG) medirán el plasma en la estela de la luna mientras Juno explora la interacción de Europa con la magnetosfera de Júpiter.

La clave para esa ciencia será el radiómetro de microondas de Juno (MWR). "Este es un nuevo tipo de instrumento que inventamos para ver debajo de las nubes de Júpiter", dijo Bolton. "Pero podemos aplicar el mismo instrumento a un satélite helado y ver un poco dentro del hielo". El MWR opera en seis longitudes de onda y puede detectar emisiones térmicas debajo de la superficie helada. La profundidad a la que puede detectar tal emisión depende del nivel de impurezas en el hielo. Cuanto más puro sea el hielo, más profundo en el hielo podrá "ver" el MWR. Aunque los hallazgos del sobrevuelo de Ganímedes de Juno todavía se están escribiendo, Bolton reveló que cuando Juno dirigió el MWR a Ganímedes, el instrumento confirmó que la corteza helada de la luna gigante era muy gruesa.

Europa podría ser una historia diferente, al menos en ciertos puntos de la luna. Los científicos esperan algún día perforar el hielo hasta el oscuro océano subterráneo de la luna. Se espera que la corteza de hielo tenga 30 km de profundidad, al menos en la mayoría de las regiones, pero la corteza puede ser más delgada en algunas áreas. "Cuando estábamos desarrollando Juno, realmente no pensamos en acercarnos a los satélites helados; estábamos completamente enfocados en Júpiter", dijo Bolton. "Ahora que estamos mirando las lunas para nuestra misión extendida, se ha vuelto obvio que el radiómetro de microondas funciona increíblemente bien en cuerpos helados y gigantes gaseosos”.

El sobrevuelo cercano modificará la trayectoria de Juno, reduciendo el tiempo que tarda en orbitar Júpiter de 43 a 38 días. Será lo más cerca que una nave espacial de la NASA se haya acercado a Europa desde que Galileo llegó a 351 kilómetros el 3 de enero de 2000. Además, este sobrevuelo marca el segundo encuentro con una luna galileana durante la misión extendida de Juno. La misión exploró Ganímedes en junio de 2021 y planea acercarse a Io en 2023 y 2024.

El encuentro de Juno con Europa puede ser su única oportunidad, pero no será la última nave espacial en visitar las lunas heladas de Júpiter. La tan esperada misión Europa Clipper de la NASA está programada para lanzarse en octubre de 2024 y llegar a la órbita alrededor de Júpiter en abril de 2030. Europa Clipper realizará casi 50 sobrevuelos cercanos a Europa para caracterizar completamente la luna y dar seguimiento a la búsqueda de bolsas de líquido por parte de Juno. agua en el subsuelo que podría albergar vida. Mientras tanto, el explorador de lunas heladas de Júpiter (JUICE) de la Agencia Espacial Europea se lanzará en abril de 2023 para llegar a Júpiter en julio de 2031, en una misión para estudiar Europa, Ganímedes y Calisto.

1 de septiembre de 2022, la nave espacial Juno de la NASA observó los colores complejos y la estructura de las nubes de Júpiter cuando completó su 43° sobrevuelo cercano del planeta gigante el 5 de julio de 2022. El científico amateur Björn Jónsson creó estas dos imágenes utilizando datos sin procesar del instrumento JunoCam a bordo de la nave espacial. En el momento en que se tomó la imagen en bruto, Juno estaba a unos 5.300 kilómetros por encima de las nubes de Júpiter, a una latitud de unos 50º. El norte está arriba. En ese momento, la nave espacial viajaba a unas 209.000 Km/h en relación con el planeta.

La primera imagen (izquierda) se procesó para representar los colores aproximados que vería el ojo humano desde el punto de vista de Juno. La segunda imagen (a la derecha) proviene de los mismos datos sin procesar, pero en este caso, Jónsson la procesó digitalmente para aumentar tanto la saturación del color como el contraste para afinar las características a pequeña escala y reducir los artefactos de compresión y el ruido que normalmente aparecen en las imágenes sin procesar. Esto revela claramente algunos de los aspectos más intrigantes de la atmósfera de Júpiter, incluida la variación de color que resulta de la diferente composición química, la naturaleza tridimensional de los vórtices giratorios de Júpiter y las pequeñas y brillantes nubes emergentes que se forman en las partes más altas. de la atmosfera.

Juno, lanzada en 2011, ha estado explorando el gigante gaseoso desde 2016. Girando alrededor del planeta en una órbita altamente elíptica, la sonda completa una vuelta cada 43 días, haciendo inmersiones regulares cerca de las nubes giratorias del planeta. En su punto más cercano, Juno se sumerge a unos 5000 km por encima de las nubes del gigante gaseoso. Originalmente programado para retirarse en 2021, Juno continuará su trabajo hasta al menos 2025. Las imágenes de JunoCam están abiertas para que los científicos amateurs exploren, procesen y ayuden a clasificar. Las imágenes están disponibles en el sitio web de procesamiento de imágenes JunoCam a través del Southwest Research Institute en San Antonio, que construyó el instrumento.

29 de julio de 2022, cuando la misión Juno de la NASA completó su 43º sobrevuelo cercano de Júpiter el 5 de julio de 2022, su instrumento JunoCam capturó esta sorprendente vista de vórtices, patrones de viento en espiral similares a huracanes, cerca del polo norte del planeta.

Estas poderosas tormentas pueden tener más de 50 kilómetros de altura y cientos de kilómetros de ancho. Descubrir cómo se forman es clave para comprender la atmósfera de Júpiter, así como la dinámica de fluidos y la química de las nubes que crean otras características atmosféricas del planeta. Los científicos están particularmente interesados en las diferentes formas, tamaños y colores de los vórtices. Por ejemplo, los ciclones, que giran en el sentido contrario a las agujas del reloj en el hemisferio norte y en el sentido de las agujas del reloj en el sur, y los anticiclones, que giran en el sentido de las agujas del reloj en el hemisferio norte y en el sentido contrario a las agujas del reloj en el hemisferio sur, exhiben colores y formas muy diferentes.

Un proyecto de ciencia amateur de la NASA, Jovian Vortex Hunter, busca la ayuda de miembros voluntarios del público para detectar y ayudar a clasificar los vórtices y otros fenómenos atmosféricos visibles en las fotos de Júpiter con JunoCam. Este proceso no requiere capacitación especializada ni software, y puede realizarlo cualquier persona, en cualquier lugar, con un teléfono celular o una computadora portátil. Hasta julio de 2022, 2404 voluntarios habían realizado 376.725 clasificaciones utilizando el sitio web del proyecto Jovian Vortex Hunter en https://www.zooniverse.org/projects/ramanakumars/jovian-vortex-hunter.

Otro científico amateur, Brian Swift, creó esta vista mejorada de color y contraste de los vórtices utilizando datos de imágenes sin procesar de JunoCam. En el momento en que se tomó la imagen en bruto, la nave espacial Juno estaba a unos 25.100 kilómetros por encima de las nubes de Júpiter, a una latitud de unos 84º.

27 de abril de 2022, El científico amateur Thomas Thomopoulos creó esta imagen en color mejorada utilizando datos sin procesar del instrumento JunoCam. En el momento en que se tomó la imagen sin procesar, la nave espacial Juno se encontraba a unos 71.000 kilómetros por encima de la parte superior de las nubes de Júpiter, a una latitud de unos 55ºS, y 15 veces más cerca que Ganímedes, que orbita a unos 1,1 millones de kilómetros lejos de Júpiter.

Un observador en las cimas de las nubes de Júpiter dentro de la sombra ovalada experimentaría un eclipse total de Sol. Los eclipses totales son más comunes en Júpiter que en la Tierra por varias razones. Júpiter tiene cuatro lunas principales (satélites galileanos) que a menudo pasan entre Júpiter y el Sol: en siete días, Ganímedes transita una vez; Europa, dos veces; e Io, cuatro veces. Y dado que las lunas de Júpiter orbitan en un plano cercano al plano orbital de Júpiter, las sombras de la luna a menudo se proyectan sobre el planeta.

JunoCam capturó esta imagen desde muy cerca de Júpiter, haciendo que la sombra de Ganímedes pareciera especialmente grande. La segunda imagen creada por el científico Brian Swift utilizando datos de JunoCam, ilustra la geometría aproximada del área visible, proyectada en un globo de Júpiter.

6 de abril de 2022, al volar a través del haz de electrones que conecta a Ganímedes con Júpiter, Juno midió la "lluvia" de electrones y observó la luz auroral que crea. SwRI dirigió la investigación que confirma una teoría de hace una década que explica la morfología de las auroras creadas por la luna de Júpiter en el propio Júpiter. El 8 de noviembre de 2020, la nave espacial Juno de la NASA voló a través de un intenso haz de electrones que viajaban desde Ganímedes, la luna más grande de Júpiter, hasta su huella auroral en el gigante gaseoso. Los científicos del Instituto de Investigación del Suroeste utilizaron datos de la carga útil de Juno para estudiar la población de partículas que viajan a lo largo de la línea del campo magnético que conecta a Ganímedes con Júpiter mientras, al mismo tiempo, detectan de forma remota las emisiones aurorales asociadas para revelar los misteriosos procesos que crean las luces brillantes.

La nave espacial Juno de la NASA voló a través del intenso haz de electrones que viajaban desde Ganímedes, la luna más grande de Júpiter, hasta su huella auroral en el gigante gaseoso. Los científicos de SwRI utilizaron los datos resultantes para conectar la población de partículas que viajan a lo largo del haz con las emisiones aurorales asociadas para revelar los misteriosos procesos que crean las luces brillantes.

"Cada una de las lunas más masivas de Júpiter crea sus propias auroras en los polos norte y sur de Júpiter", dijo el Dr. Vincent Hue, autor principal de un artículo que describe los resultados de esta investigación. "Cada huella de aurora, como las llamamos, está conectada magnéticamente a su luna respectiva, como una correa magnética conectada a la luna que brilla en Júpiter".

Al igual que la Tierra, Júpiter experimenta la luz de la aurora alrededor de las regiones polares cuando las partículas de su magnetosfera masiva interactúan con las moléculas de la atmósfera joviana. Sin embargo, las auroras de Júpiter son significativamente más intensas que las de la Tierra y, a diferencia de la Tierra, las lunas más grandes de Júpiter también crean manchas de auroras. La misión Juno, dirigida por el Dr. Scott Bolton de SwRI, gira alrededor de Júpiter en una órbita polar y voló a través del "hilo" de electrones que conecta a Ganímedes con su huella auroral asociada. "Antes de Juno, sabíamos que estas emisiones pueden ser bastante complejas, que van desde un solo punto auroral hasta múltiples puntos, que a veces siguen una cortina auroral que llamamos la cola de la huella", dijo el Dr. Jamey Szalay, coautor del estudio de la Universidad de Princeton. "Juno, volando muy cerca de Júpiter, reveló que estas manchas aurorales son aún más complejas de lo que se pensaba".

Ganímedes es la única luna de nuestro Sistema Solar que tiene su propio campo magnético. Su minimagnetosfera interactúa con la magnetosfera masiva de Júpiter, creando ondas que aceleran los electrones a lo largo de las líneas del campo magnético del gigante gaseoso, que Juno puede medir directamente. Dos instrumentos dirigidos por SwRI en Juno, el Experimento Joviano de Distribuciones Aurorales (JADE) y el Espectrómetro Ultravioleta (UVS) proporcionaron datos clave para este estudio, que también fue respaldado por el sensor de campo magnético de Juno construido en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA.

"JADE midió los electrones que viajaban a lo largo de las líneas del campo magnético, mientras que UVS tomó imágenes del punto de huella auroral relacionado", dijo el Dr. Thomas Greathouse de SwRI, coautor de este estudio. De esta manera, Juno puede medir la "lluvia" de electrones y observar inmediatamente la luz ultravioleta que crea cuando choca contra Júpiter. Las mediciones anteriores de Juno mostraron que grandes perturbaciones magnéticas acompañaban a los haces de electrones que causaban la huella de la aurora. Sin embargo, esta vez, Juno no observó perturbaciones similares con el haz de electrones.

"Si nuestra interpretación es correcta, esta es una confirmación de una teoría de hace una década que elaboramos para explicar la morfología de las huellas de las auroras", dijo el Dr. Bertrand Bonfond, coautor del estudio de la Universidad de Lieja en Bélgica. La teoría sugiere que los electrones acelerados en ambas direcciones crean la danza multipunto de las huellas aurorales.

"La relación entre Júpiter y Ganímedes será explorada más a fondo por la misión extendida de Juno, así como por la próxima misión JUICE de la Agencia Espacial Europea", dijo Hue. "SwRI está construyendo la próxima generación de instrumentación UVS para la misión".

1 de abril de 2022, la misión Juno de la NASA capturó esta vista del hemisferio sur de Júpiter durante el sobrevuelo cercano número 39 de la nave espacial al planeta el 12 de enero de 2022. Al acercarse a la parte derecha de la imagen, se revelan dos mundos más en el mismo cuadro: el intrigante lunas Io (izquierda) y Europa (derecha).

Io es el cuerpo más volcánico del Sistema Solar, mientras que la superficie helada de Europa esconde debajo un océano global de agua líquida. Juno tendrá la oportunidad de capturar observaciones mucho más detalladas de Europa, utilizando varios instrumentos científicos, en septiembre de 2022, cuando la nave espacial realice el sobrevuelo más cercano de la enigmática luna en décadas. La misión también se acercará a Io a finales de 2023 y principios de 2024.

En el momento en que se tomó esta imagen, la nave espacial Juno estaba a unos 61.000 kilómetros de las cimas de las nubes de Júpiter, a una latitud de unos 52º sur. La científica amateur Andrea Luck creó la imagen utilizando datos sin procesar del instrumento JunoCam.

13 de marzo de 2022, en abril de 2020, la nave espacial Juno de la NASA detectó algo extraño en la atmósfera de Júpiter. Posteriormente, los científicos identificaron la observación como un meteoro. Cuando un meteorito rebelde atravesó la atmósfera de Júpiter, llamó la atención de la nave espacial Juno de la NASA en órbita alrededor del planeta gigante.

El destello breve y repentino en la atmósfera superior de Júpiter fue detectado por la nave espacial Juno. Pero, aunque el estallido de luz no duró mucho, llamó la atención de los científicos porque sus características espectrales no coincidían con lo que sería. esperado en la aurora de Júpiter, anunció este mes el equipo de la misión Juno.

El evento fue observado por el espectrógrafo ultravioleta (UVS) de Juno, un instrumento que estudia la luz ultravioleta, centrándose específicamente en la aurora de Júpiter y buscando gases como el hidrógeno en sus observaciones. Al investigar el destello, los investigadores creen que tanto la longitud del estallido de luz como el espectro UVS observado se alinean con el evento como resultado de un meteorito en la atmósfera del planeta, según una actualización de la misión Juno del 1 de marzo. El equipo de la misión estima que el meteorito que se precipitó a través de la atmósfera superior de Júpiter probablemente pesaba entre 250-5000 kilogramos.

Pero esta no es la primera vez que los investigadores detectan rocas espaciales en la atmósfera joviana. De hecho, en septiembre y octubre de 2021, dos asteroides diferentes fueron vistos dirigiéndose hacia el planeta con solo un mes de diferencia. Si bien las observaciones más cercanas con instrumentos como UVS pueden brindar a los científicos más información y permitirles confirmar un avistamiento como este, las bolas de fuego jovianas pueden ser detectadas por pequeños telescopios desde el suelo en la Tierra. En 2021, los observadores del cielo en Japón pudieron fotografiar un destello en la atmósfera de Júpiter, observaciones que luego un equipo de investigación confirmó que eran un meteorito.

"Estas bolas de fuego son muy raras, son muy difíciles de observar por casualidad", dijo Ricardo Hueso, astrónomo de la Universidad del País Vasco en España que ha estudiado estos avistamientos sobre las dos rocas espaciales. “Este año ha sido excepcional porque normalmente descubrimos uno de estos impactos cada dos años aproximadamente”. Si bien es poco probable ver sobrevuelos de meteoritos tan frecuentes en Júpiter, la poderosa atracción gravitacional del planeta lo convierte en un objetivo probable para los impactos de meteoritos. El inmenso tamaño de Júpiter lo ha convertido en el planeta con más gravedad en todo el Sistema Solar y su atracción gravitacional atrae fácilmente pequeños objetos como asteroides hacia su atmósfera.

La nave espacial Juno de la NASA, que entró en la órbita de Júpiter en 2016, sigue monitoreando el planeta, estudiando al gigante gaseoso en detalle. La sonda continúa revelando nuevos conocimientos sobre la atmósfera, el clima, la evolución y la historia de la formación del planeta y más. Pero Juno no es la primera nave espacial en obtener una vista cercana de los meteoritos en la atmósfera de Júpiter. Es la segunda misión a largo plazo en Júpiter, después de la nave espacial Galileo de la NASA, que dio vueltas alrededor del planeta entre 1995 y 2003. Galileo y la nave espacial Voyager de la NASA, que se lanzó en la década de 1970 y décadas después llegó al espacio interestelar, detectaron meteoritos en la atmósfera de Júpiter durante sus misiones.

"Cada nueva observación ayuda a limitar la tasa de impacto general, un elemento importante para comprender la composición del planeta", escribió el equipo de la misión Juno en la actualización.

8 de marzo de 2022, la gran luna de Júpiter, Ganímedes, proyecta una sombra gigante en una impresionante foto de Juno realizada por un científico amateur. La nueva imagen proviene de un sobrevuelo de mayo de 2019 de la nave espacial de la NASA. Una nueva y poderosa imagen de Júpiter publicada por un ciudadano científico muestra al planeta asomándose con la sombra de su luna más grande, Ganímedes, cubriendo sus nubes.

La imagen proviene de Kevin M. Gill, quien publicó copias en Twitter y Flickr después de analizar los datos del vigésimo sobrevuelo cercano de la nave espacial Juno en mayo de 2019. Al igual que muchas otras misiones de la NASA, los funcionarios de Juno publican regularmente imágenes en bruto de lo que está examinando la nave espacial, lo que permite que otras personas usen las imágenes con crédito. La misión también tiene un generador de imágenes dedicado para solicitudes de científicos ciudadanos, llamado JunoCam.

Juno llegó a Júpiter en 2016 en una misión mayor para medir y comprender mejor la atmósfera de Júpiter, incluida su Gran Mancha Roja que se encoge, los complejos sistemas de tormentas y muchas bandas de nubes. La esperanza es que los conocimientos que genere la misión puedan ayudar a los científicos a comprender cómo funcionan los planetas grandes en general, incluidos los exoplanetas distantes sobre los que es difícil que los telescopios obtengan muchos detalles.

La NASA sugiere que durante este vigésimo sobrevuelo, la nave espacial se acercó al menos a 14,800 kilómetros por encima de las nubes del planeta gigante. Juno solo puede realizar tales maniobras brevemente debido a la intensa radiación en Júpiter. La nave espacial ha sobrevivido hasta ahora a la radiación tanto en su misión principal como en su primera misión extendida. Juno ahora está trabajando en su segunda misión extendida para mirar a lo lejos en las nubes de Júpiter, utilizando una vista de órbita polar que ninguna nave espacial anterior pudo usar.

Como coincidencia, la NASA publicó imágenes de Júpiter y Ganímedes el mes pasado desde Juno, y Gill participó en la creación de la imagen de Júpiter. La superficie rugosa de Ganímedes fue visible durante un paso de junio de 2021 cuando Juno voló a solo 1046 kilómetros sobre la superficie de Ganímedes. Los funcionarios también publicaron la vista retroiluminada de Gill de Júpiter, basada en los datos que Juno tomó durante el paso cercano número 39 de Juno a Júpiter el 12 de enero.

11 de febrero de 2022, una nueva investigación espacial de Leicester ha revelado, por primera vez, que un complejo "tira y afloja" ilumina las auroras en la atmósfera superior de Júpiter, utilizando una combinación de datos de la sonda Juno de la NASA y el Telescopio Espacial Hubble. El estudio, publicado en el Journal of Geophysical Research: Space Physics, describe el delicado ciclo actual impulsado por la rápida rotación de Júpiter y la liberación de azufre y oxígeno de los volcanes en su luna Io.

Su investigación proporciona la evidencia más sólida hasta el momento de que las poderosas auroras de Júpiter están asociadas con un sistema de corriente eléctrica que actúa como parte de un tira y afloja con el material en la magnetosfera, la región dominada por el enorme campo magnético del planeta. El Dr. Jonathan Nichols es lector de auroras planetarias en la Universidad de Leicester y autor correspondiente del estudio. Él dijo: "Hemos tenido teorías que vinculan estas corrientes eléctricas y las poderosas auroras de Júpiter durante más de dos décadas, y fue muy emocionante poder finalmente probarlas buscando esta relación en los datos. Y cuando trazamos uno contra el otro casi me caigo de la silla cuando vi cuán clara es la conexión”. "Es emocionante descubrir esta relación porque no solo nos ayuda a comprender cómo funciona el campo magnético de Júpiter, sino también el de los planetas que orbitan alrededor de otras estrellas, para los que anteriormente hemos utilizado las mismas teorías, y ahora con una confianza renovada".

Io tiene un tamaño y una masa similares a la luna de la Tierra, pero orbíta alrededor de Júpiter a una distancia promedio de 422.000 km; aproximadamente un 10% más lejos. Con más de 400 volcanes activos, Io es el objeto geológicamente más activo del Sistema Solar. Los científicos habían sospechado durante mucho tiempo una relación entre las auroras de Júpiter y el material expulsado de Io a una velocidad de muchos cientos de kilogramos por segundo, pero los datos capturados por Juno resultaron ambiguos. El Dr. Scott Bolton, del JPL es el Investigador Principal de la misión Juno. Él dijo: "Estos emocionantes resultados sobre cómo funcionan las auroras de Júpiter son un testimonio del poder de combinar las observaciones basadas en la Tierra del Hubble con las mediciones de Juno. Las imágenes del HST brindan una visión general amplia, mientras que Juno investiga de cerca. Juntos forman un gran equipo !". Gran parte del material liberado por Io es expulsado de Júpiter por el campo magnético de rápida rotación del planeta y, a medida que se mueve hacia afuera, su velocidad de rotación tiende a disminuir. Esto da como resultado un tira y afloja electromagnético, en el que Júpiter intenta mantener este material girando a su velocidad de rotación a través de un sistema de corrientes eléctricas que fluyen a través de la atmósfera superior y la magnetosfera del planeta.

Se pensaba que el componente de la corriente eléctrica que fluía fuera de la atmósfera del planeta, transportado por electrones lanzados hacia abajo a lo largo de las líneas del campo magnético hacia la atmósfera superior, impulsaba la principal emisión auroral de Júpiter. Sin embargo, antes de la llegada de Juno, esta idea nunca se había probado, ya que ninguna nave espacial con instrumentos relevantes había orbitado previamente lo suficientemente cerca de Júpiter. Y cuando Juno llegó en 2016, no se informó la firma esperada de un sistema de corriente eléctrica de este tipo, y, aunque desde entonces se han encontrado tales firmas, una de las grandes sorpresas de la misión de Juno ha sido mostrar que la naturaleza de los electrones por encima de Júpiter.

Los investigadores compararon el brillo de la principal emisión de la aurora de Júpiter con mediciones simultáneas de la corriente eléctrica que fluye desde el planeta más grande del Sistema Solar en la magnetosfera durante una parte temprana de la misión de Juno. Estas auroras fueron observadas con instrumentos a bordo del Telescopio Espacial Hubble, en órbita terrestre. Al comparar las mediciones de corriente del lado del amanecer con el brillo de las auroras de Júpiter, el equipo demostró la relación entre la intensidad de la aurora y la fuerza de la corriente magnetosférica.

Girando nuestra mirada hacia Ganímedes, esta mirada a la compleja superficie de la luna Ganímedes de Júpiter provino de la misión Juno durante un paso cercano por la luna gigante en junio de 2021. En el acercamiento más cercano, la nave espacial se acercó a solo 1,046 kilómetros de la superficie de Ganímedes. La mayoría de los cráteres de Ganímedes tienen rayos brillantes que se extienden desde la cicatriz del impacto, pero alrededor del 1 % de los cráteres tienen rayos oscuros. Esta imagen tomada por JunoCam durante el paso cercano de Ganímedes muestra uno de los cráteres de rayos oscuros. El cráter, llamado Kittu, tiene aproximadamente 15 kilómetros de ancho y está rodeado por material más oscuro expulsado durante el impacto que formó el cráter. Los científicos creen que la contaminación del impactador produjo los rayos oscuros. A medida que pasa el tiempo, los rayos permanecen oscuros porque son un poco más cálidos que el entorno, por lo que el hielo se condensa y se condensa en un terreno cercano más frío y brillante.

21 de diciembre de 2021, cuando la nave Juno está describiendo su revolución número 38 al planeta Júpiter, los datos aportados hasta el momento están dando como fruto diversos trabajos científicos se van publicando de forma periódica.

Una pista de audio recopilada durante el sobrevuelo de Ganímedes de la misión Júpiter ofrece un viaje espectacular. Es uno de los aspectos más destacados que los científicos de la misión compartieron en una sesión informativa en la Reunión de Otoño de la Unión Geofísica Estadounidense. Los sonidos de un sobrevuelo de Ganímedes, los campos magnéticos y las comparaciones notables entre Júpiter y los océanos y atmósferas de la Tierra se discutieron durante una sesión informativa sobre la misión Juno de la NASA a Júpiter en la Reunión de Otoño de la Unión Geofísica Estadounidense en Nueva Orleans.

El investigador principal de Juno, Scott Bolton, del Southwest Research Institute en San Antonio, ha presentado una pista de audio de 50 segundos generada a partir de los datos recopilados durante el sobrevuelo cercano de la misión a la luna joviana Ganímedes el 7 de junio de 2021. Instrumento de ondas de Juno, que sintoniza con electricidad y ondas de radio magnéticas producidas en la magnetosfera de Júpiter, recopilaron los datos sobre esas emisiones. Luego, su frecuencia se cambió al rango de audio para hacer la pista audible para los humanos.

"Esta banda sonora es lo suficientemente salvaje como para hacerte sentir como si estuvieras cabalgando mientras Juno navega junto a Ganímedes por primera vez en más de dos décadas", dijo Bolton. "Si escuchas con atención, puedes escuchar el cambio abrupto a frecuencias más altas alrededor del punto medio de la grabación, lo que representa la entrada a una región diferente en la magnetosfera de Ganímedes".

Se están realizando análisis y modelos detallados de los datos de las ondas. “Es posible que el cambio en la frecuencia poco después de la aproximación más cercana se deba al paso del lado nocturno al lado diurno de Ganímedes”, dijo William Kurth de la Universidad de Iowa en Iowa City, co-investigador principal de la investigación de las ondas.

En el momento del acercamiento más cercano de Juno a Ganímedes, durante el viaje número 34 de la misión alrededor de Júpiter, la nave espacial estaba a 1.038 kilómetros de la superficie de la luna y viajaba a una velocidad relativa de 67.000 Km/h.

Jack Connerney del Goddard Space Flight Center de la NASA en Greenbelt, Maryland, es el investigador principal del magnetómetro de Juno y es el investigador principal adjunto de la misión. Su equipo ha producido el mapa más detallado jamás obtenido del campo magnético de Júpiter. Compilado a partir de datos recopilados de 32 órbitas durante la misión principal de Juno, el mapa proporciona nuevos conocimientos sobre la misteriosa Gran Mancha Azul del gigante gaseoso, una anomalía magnética en el ecuador del planeta. Los datos de Juno indican que se ha producido un cambio en el campo magnético del gigante gaseoso durante los cinco años de la nave espacial en órbita, y que la Gran Mancha Azul se está desplazando hacia el este a una velocidad de aproximadamente 4 cm/s en relación con el resto de Júpiter. Por el contrario, la Gran Mancha Roja, el anticiclón atmosférico de larga duración justo al sur del ecuador de Júpiter, se desplaza hacia el oeste a un ritmo relativamente rápido, dando vueltas al planeta en unos cuatro años y medio.

Además, el nuevo mapa muestra que los vientos zonales de Júpiter (corrientes en chorro que corren de este a oeste y de oeste a este, dando a Júpiter su apariencia de bandas distintiva) están separando la Gran Mancha Azul. Esto significa que los vientos zonales medidos en la superficie de Júpiter penetran profundamente en el interior del planeta. El nuevo mapa del campo magnético también permite a los científicos de Juno hacer comparaciones con el campo magnético de la Tierra. Los datos sugieren al equipo que la acción de la dínamo, el mecanismo por el cual un cuerpo celeste genera un campo magnético, en el interior de Júpiter ocurre en hidrógeno metálico, debajo de una capa que expresa "lluvia de helio".

Lia Siegelman, oceanógrafa física y becaria postdoctoral en el Instituto Scripps de Oceanografía de la Universidad de California en San Diego, decidió estudiar la dinámica de la atmosfera de Jupiter. “Cuando vi la riqueza de la turbulencia alrededor de los ciclones jovianos, con todos los filamentos y remolinos más pequeños, me recordó a la turbulencia que se ve en el océano alrededor de los remolinos”, dijo Siegelman. "Estos son especialmente evidentes en las imágenes satelitales de alta resolución de vórtices en los océanos de la Tierra que son reveladas por floraciones de plancton que actúan como trazadores del flujo".

El equipo de Juno también ha publicado su última imagen del débil anillo de polvo de Júpiter, tomada desde el interior del anillo mirando hacia afuera por la cámara de navegación de la Unidad de Referencia Estelar de la nave espacial. La escena más brillante de las bandas delgadas y las regiones oscuras vecinas en la imagen están vinculadas al polvo generado por dos de las lunas pequeñas de Júpiter, Metis y Adrastea. La imagen también captura el brazo de la constelación de Perseo. "Es impresionante que podamos contemplar estas constelaciones familiares desde una nave espacial a ochocientos millones de kilómetros de distancia", dijo Heidi Becker, co-investigadora principal del instrumento de la Unidad de Referencia Estelar de Juno en la JPL. “Pero todo parece más o menos igual que cuando los apreciamos desde nuestros patios traseros aquí en la Tierra. Es un recordatorio sobrecogedor de lo pequeños que somos y de lo mucho que nos queda por explorar".

Recogiendo información mucho más reciente, la imagen principal y la imagen insertada fueron tomadas por el generador de imágenes JunoCam unas horas antes de su aproximación más cercana a Júpiter en su 38º paso perijove, el 29 de noviembre de 2021, durante un encuentro con la luna joviana Io. Después de tomar una serie de imágenes de Io, JunoCam adquirió esta imagen de Júpiter e Io juntos. Mucho más débil y distante es la luna de Júpiter, Calisto, apenas visible debajo y a la derecha de Io. La imagen original de JunoCam utilizada para producir esta vista fue tomada desde una altitud de 24,791 kilómetros por encima de las cimas de las nubes de Júpiter cerca de su polo norte. En ese momento, Io estaba a una distancia de 435,567 kilómetros y Calisto estaba a casi 2 millones de kilómetros.

28 de octubre de 2021, los nuevos hallazgos de la sonda Juno de la NASA que orbita Júpiter brindan una imagen más completa de cómo las características atmosféricas distintivas y coloridas del planeta ofrecen pistas sobre los procesos invisibles debajo de sus nubes. Los resultados destacan el funcionamiento interno de los cinturones y zonas de nubes que rodean a Júpiter, así como sus ciclones polares e incluso la Gran Mancha Roja.

"Estas nuevas observaciones de Juno abren un cofre del tesoro de nueva información sobre las enigmáticas características observables de Júpiter", dijo Lori Glaze, directora de la División de Ciencias Planetarias de la NASA en la sede de la agencia en Washington. “Cada artículo arroja luz sobre diferentes aspectos de los procesos atmosféricos del planeta, un maravilloso ejemplo de cómo nuestros equipos científicos, de diversidad internacional, fortalecen la comprensión de nuestro Sistema Solar”. "Anteriormente, Juno nos sorprendió con indicios de que los fenómenos en la atmósfera de Júpiter eran más profundos de lo esperado", dijo Scott Bolton, investigador principal de Juno sobre la profundidad de los vórtices de Júpiter. "Ahora, estamos empezando a unir todas estas piezas individuales y obteniendo nuestra primera comprensión real de cómo funciona la hermosa y violenta atmósfera de Júpiter, en 3D".

El radiómetro de microondas de Juno (MWR) permite a los científicos de la misión mirar debajo de las nubes de Júpiter y sondear la estructura de sus numerosas tormentas de vórtice. La más famosa de estas tormentas es el icónico anticiclón conocido como la Gran Mancha Roja. Más ancho que la Tierra, este vórtice carmesí ha intrigado a los científicos desde su descubrimiento hace casi dos siglos. Los nuevos resultados muestran que los ciclones son más cálidos en la parte superior, con densidades atmosféricas más bajas, mientras que son más fríos en la parte inferior, con densidades más altas. Los anticiclones, que giran en la dirección opuesta, son más fríos en la parte superior pero más cálidos en la parte inferior. Los hallazgos también indican que estas tormentas son mucho más altas de lo esperado, algunas se extienden 100 kilómetros por debajo de las nubes y otras, incluida la Gran Mancha Roja, se extienden a más de 350 kilómetros. Este sorprendente descubrimiento demuestra que los vórtices cubren regiones más allá de aquellas donde el agua se condensa y se forman las nubes, por debajo de la profundidad donde la luz solar calienta la atmósfera.

La altura y el tamaño de la Gran Mancha Roja significa que la concentración de masa atmosférica dentro de la tormenta podría ser potencialmente detectable por instrumentos que estudian el campo gravitatorio de Júpiter. Dos sobrevuelos cercanos de Juno sobre el lugar más famoso de Júpiter brindaron la oportunidad de buscar la firma de gravedad de la tormenta y complementar los resultados de MWR en su profundidad. Con Juno viajando bajo sobre la plataforma de nubes de Júpiter a aproximadamente 209,000 Km/h, los científicos de Juno pudieron medir cambios de velocidad tan pequeños como 0.01 milímetros por segundo utilizando una antena de seguimiento de la Red de Espacio Profundo de la NASA, desde una distancia de más de 650 millones de kilómetros. Esto permitió al equipo limitar la profundidad de la Gran Mancha Roja a unas 500 kilómetros por debajo de las cimas de las nubes.

Además de los ciclones y anticiclones, Júpiter es conocido por sus cinturones y zonas distintivos: bandas de nubes blancas y rojizas que envuelven el planeta. Los fuertes vientos de este a oeste que se mueven en direcciones opuestas separan las bandas. Juno descubrió previamente que estos vientos, o corrientes en chorro, alcanzan profundidades de aproximadamente 3,200 kilómetros. Los investigadores todavía están tratando de resolver el misterio de cómo se forman las corrientes en chorro. Los datos recopilados por el MWR de Juno durante múltiples pasadas revelan una posible pista: que el gas amoniaco de la atmósfera viaja hacia arriba y hacia abajo en notable alineación con las corrientes en chorro observadas.

“Al seguir el amoníaco, encontramos células de circulación en los hemisferios norte y sur que son de naturaleza similar a las 'células de Ferrel', que controlan gran parte de nuestro clima aquí en la Tierra”, dijo Keren Duer, estudiante de posgrado del Instituto Weizmann. of Science in Israel. “Mientras que la Tierra tiene una célula Ferrel por hemisferio, Júpiter tiene ocho ... cada uno al menos 30 veces más grande".

Los datos MWR de Juno también muestran que los cinturones y las zonas experimentan una transición alrededor de 65 kilómetros debajo de las nubes de agua de Júpiter. A poca profundidad, los cinturones de Júpiter son más brillantes a la luz de microondas que las zonas vecinas. Pero a niveles más profundos, debajo de las nubes de agua, ocurre lo contrario, lo que revela una similitud con nuestros océanos. "Llamamos a este nivel el 'Jovicline' en analogía a una capa de transición vista en los océanos de la Tierra, conocida como termoclina, donde el agua de mar pasa bruscamente de ser relativamente cálida a relativamente fría", dijo Leigh Fletcher, un científico participante de Juno.

Juno descubrió previamente arreglos poligonales de tormentas ciclónicas gigantes en ambos polos de Júpiter: ocho dispuestos en un patrón octogonal en el norte y cinco dispuestos en un patrón pentagonal en el sur. Ahora, cinco años después, los científicos de la misión que utilizan observaciones del Mapeador de auroras infrarrojas jovianas (JIRAM) de la nave espacial han determinado que estos fenómenos atmosféricos son extremadamente resistentes y permanecen en la misma ubicación. "Los ciclones de Júpiter afectan el movimiento de los demás, haciendo que oscilen alrededor de una posición de equilibrio", dijo Alessandro Mura, co-investigador de Juno. "El comportamiento de estas oscilaciones lentas sugiere que tienen raíces profundas".

Los datos de JIRAM también indican que, como los huracanes en la Tierra, estos ciclones quieren moverse hacia los polos, pero los ciclones ubicados en el centro de cada polo los empujan hacia atrás. Este equilibrio explica dónde residen los ciclones y los diferentes números en cada polo.

Los datos del radiómetro de microondas transportado por la nave espacial Juno de la NASA muestran que el patrón de bandas de Júpiter se extiende profundamente por debajo de las nubes, y que la apariencia de los cinturones y zonas de Júpiter se invierte cerca de la base de las nubes de agua. La luz de microondas permite a los científicos planetarios observar las profundidades de las coloridas nubes de Júpiter para comprender el tiempo y el clima en las capas más cálidas, oscuras y profundas.

En altitudes inferiores a cinco bares de presión (o alrededor de cinco veces la presión atmosférica promedio en la Tierra), los cinturones del planeta brillan intensamente con la luz de microondas, mientras que las zonas son oscuras. Pero todo cambia a presiones más altas, en altitudes superiores a los 10 bares, lo que permite a los científicos vislumbrar una reversión inesperada en la meteorología y la circulación.

El Dr. Leigh Fletcher, profesor asociado de ciencia planetaria en la Universidad de Leicester y científico participante de la misión Juno, es el autor principal del estudio, publicado en el Journal of Geophysical Research-Planets, dijo: "Uno de los objetivos principales de Juno era mirar bajo el velo nublado de la atmósfera de Júpiter y sondear las capas más profundas y ocultas”. "Nuestro estudio ha demostrado que esas bandas de colores son solo la 'punta del iceberg', y que las bandas de latitud media no solo se extienden profundamente, sino que parecen cambiar su naturaleza a medida que se desciende”.

Entre los atributos más notables de Júpiter se encuentra su distintivo aspecto con bandas. Los científicos planetarios llaman cinturones a las zonas de bandas claras y blanquecinas ya las más oscuras y rojizas. Los vientos a escala planetaria de Júpiter circulan en dirección opuesta, este y oeste, en los bordes de estas coloridas franjas. Una pregunta clave es si esta estructura está confinada a las cimas de las nubes del planeta o si los cinturones y zonas persisten con una profundidad creciente.

El radiómetro de microondas de Juno opera en seis canales de longitud de onda que van desde 1,4 cm a 50 cm, y estos permiten a Juno sondear la atmósfera a presiones desde la parte superior de la atmósfera cerca de 0,6 bares hasta presiones superiores a 100 bares, alrededor de 250 km de profundidad. En la cima de las nubes, los cinturones de Júpiter aparecen brillantes con emisión de microondas, mientras que las zonas permanecen oscuras. La emisión de microondas brillante significa temperaturas atmosféricas más cálidas o ausencia de gas amoniaco, que es un fuerte absolvedor de luz de microondas. Esta configuración persiste hasta aproximadamente cinco bar. Y a presiones superiores a 10 bar, el patrón se invierte, las zonas se vuelven brillantes como microondas y la banda se oscurece. Por lo tanto, los científicos creen que algo, ya sea la temperatura física o la abundancia de amoníaco, debe cambiar con la profundidad. El Dr. Fletcher denomina a esta región de transición entre cinco y 10 bar la Jovicline, una comparación con la región de termoclina de los océanos de la Tierra, donde el agua de mar pasa bruscamente de un calor relativo a un frío relativo. Los investigadores observan que la Jovicline coincide casi con una capa atmosférica estable creada por la condensación del agua.

Hay dos posibles mecanismos que podrían ser responsables del cambio de brillo, cada uno de los cuales implica diferentes conclusiones físicas. Un mecanismo está relacionado con la distribución de gas amoniaco dentro de las bandas y zonas. El amoníaco es opaco para las microondas, lo que significa que una región con relativamente menos amoníaco brillará más en las observaciones de Juno. Este mecanismo podría implicar un sistema apilado de células de circulación opuestas, similar a los patrones en los trópicos y latitudes medias de la Tierra.

Estos patrones de circulación proporcionarían hundimientos en cinturones a poca profundidad y afloramientos en cinturones a niveles más profundos, o fuertes tormentas y precipitaciones, que moverían el gas amoniaco de un lugar a otro.

Otra posibilidad es que el gradiente de emisión corresponda a un gradiente de temperatura, con temperaturas más altas resultando en una mayor emisión de microondas. Las temperaturas y los vientos están conectados, por lo que si este escenario es correcto, entonces los vientos de Júpiter pueden aumentar con la profundidad debajo de las nubes hasta que alcancemos la línea jovic, antes de reducirse hacia la atmósfera más profunda, algo que también sugirió la sonda Galileo de la NASA en 1995, que midió las velocidades del viento mientras descendía bajo un paracaídas hacia las nubes de Júpiter.

El escenario probable es que ambos mecanismos estén funcionando simultáneamente, cada uno contribuyendo a parte de la variación de brillo observada. La carrera ahora está en comprender por qué la circulación de Júpiter se comporta de esta manera, y si esto es cierto para los otros planetas gigantes de nuestro Sistema Solar.

5 de agosto de 2021, la nave espacial Juno usó su instrumento infrarrojo durante los recientes sobrevuelos de la gigantesca luna de Júpiter Ganimedes, para crear este último mapa, que aparece una década después del lanzamiento. El equipo científico de la nave espacial Juno de la NASA ha producido un nuevo mapa infrarrojo de la gigantesca luna joviana Ganímedes, combinando datos de tres sobrevuelos, incluido su último acercamiento el 20 de julio. Estas observaciones realizadas por el instrumento Jovian Infrared Auroral Mapper (JIRAM) de la nave espacial, que “ ve ”en luz infrarroja no visible para el ojo humano, proporcionan nueva información sobre la capa helada de Ganímedes y la composición del océano de agua líquida que se encuentra debajo.

JIRAM fue diseñado para capturar la luz infrarroja que emerge de las profundidades de Júpiter, sondeando la capa meteorológica hasta 50 a 70 kilómetros por debajo de las nubes de Júpiter. Pero el instrumento también se puede utilizar para estudiar las lunas Io, Europa, Ganímedes y Calisto (conocidas colectivamente como las lunas galileanas en honor a su descubridor, Galileo).

“Ganímedes es más grande que el planeta Mercurio, pero casi todo lo que exploramos en esta misión a Júpiter tiene una escala monumental”, dijo el investigador principal de Juno, Scott Bolton, del Southwest Research Institute en San Antonio. "Los datos infrarrojos y de otro tipo recopilados por Juno durante el sobrevuelo contienen pistas fundamentales para comprender la evolución de las 79 lunas de Júpiter desde el momento de su formación hasta la actualidad". Juno llegó a 50,109 kilómetros de Ganímedes, la luna más grande del Sistema Solar, el 20 de julio de 2021. Durante los sobrevuelos anteriores el 7 de junio de 2021 y el 26 de diciembre de 2019, el orbitador de energía solar se acercó a 1.046 kilómetros y 100.000 kilómetros, respectivamente. Las tres geometrías de observación le brindaron a JIRAM la oportunidad de ver la región del polo norte de la luna por primera vez, así como comparar la diversidad en la composición entre las latitudes bajas y altas.

Ganímedes es también la única luna del Sistema Solar con su propio campo magnético. En la Tierra, el campo magnético proporciona una vía para que el plasma (partículas cargadas) del Sol ingrese a nuestra atmósfera y cree auroras. Debido a que Ganímedes no tiene una atmósfera que impida su progreso, la superficie en sus polos es constantemente bombardeada por plasma de la gigantesca magnetosfera de Júpiter. El bombardeo tiene un efecto dramático en el hielo de Ganímedes. "Encontramos las altas latitudes de Ganímedes dominadas por el hielo de agua, con un tamaño de grano fino, que es el resultado del intenso bombardeo de partículas cargadas", dijo Alessandro Mura, co-investigador de Juno del Instituto Nacional de Astrofísica en Roma. “Por el contrario, las latitudes bajas están protegidas por el campo magnético de la luna y contienen más de su composición química original, sobre todo de componentes que no son hielo de agua, como sales y compuestos orgánicos. Es extremadamente importante caracterizar las propiedades únicas de estas regiones heladas para comprender mejor los procesos de meteorización espacial que sufre la superficie".

Las vistas polares únicas y los primeros planos de Ganímedes de Juno se basan en observaciones de exploradores anteriores de la NASA, entre ellos Voyager, Galileo, New Horizons y Cassini. Las misiones futuras con Ganímedes en sus planes de viaje incluyen la misión JUICE de la ESA (Agencia Espacial Europea), que explorará las heladas lunas galileanas con énfasis en Ganímedes, y Europa Clipper de la NASA, que se centrará en el vecino mundo oceánico de Europa.

La misión extendida de Juno, que encomienda a la nave espacial continuar sus investigaciones hasta septiembre de 2025, incluye pasos cercanos de los ciclones del polo norte de Júpiter, sobrevuelos de las lunas Europa e Io (junto con Ganímedes), así como la primera exploración de los anillos débiles que rodean el planeta. También ampliará los descubrimientos que Juno ya ha hecho sobre la estructura interior de Júpiter, el campo magnético interno, la atmósfera (incluidos los ciclones polares, la atmósfera profunda y la aurora) y la magnetosfera.

En otro aspecto de la investigación de Juno en estos años, un nuevo mapa de temperaturas en la atmósfera superior de Júpiter revela una solución a la "crisis energética" del planeta. Sentado a más de cinco veces la distancia del Sol que la Tierra, no se espera que Júpiter sea particularmente cálido. Según la cantidad de luz solar recibida, la temperatura media en la atmósfera superior del planeta gigante debería ser de unos 200 ºK o unos fríos -73ºC. En cambio, el valor medido se sitúa alrededor de 700 ºK o 420ºC. La fuente de este calor global ha permanecido esquiva durante 50 años, lo que ha hecho que los científicos se refieran a la discrepancia como una "crisis energética" para el planeta. Ahora, una investigación dirigida por James O'Donoghue (JAXA) ha encontrado la fuente probable del impulso térmico de Júpiter. Al crear los mapas globales de mayor resolución hasta la fecha de la temperatura de la atmósfera superior de Júpiter, el equipo ha revelado que la principal fuente de calor adicional es la poderosa aurora de Júpiter.

Las auroras ocurren cuando las partículas cargadas quedan atrapadas en el campo magnético de un planeta. Estos espirales a lo largo de las líneas de campo hacia los polos magnéticos del planeta, golpean átomos y moléculas en la atmósfera para liberar luz y energía. En la Tierra, esto conduce al característico espectáculo de luces que forman las auroras boreales y australes. En Júpiter, el material que arroja su luna volcánica, Io, conduce a la aurora más poderosa del Sistema Solar y a un calentamiento enorme en las regiones polares del planeta. Aunque las auroras jovianas han sido una fuente de calor candidata desde hace mucho tiempo para la mayor parte del planeta, las observaciones hasta ahora no han podido confirmar o negar esto. Los mapas anteriores de la temperatura atmosférica superior se formaron utilizando imágenes que constan de solo varios píxeles. Esta no es una resolución suficiente para ver cómo podría cambiar la temperatura en todo el planeta, lo que proporciona pocas pistas sobre el origen del calor adicional. Para mejorar la situación, el equipo adoptó un enfoque de dos pasos. El primer paso fue utilizar el poder del Keck II para tomar muchas más mediciones de temperatura en la faz del planeta. El segundo paso consistió en incluir solo una medición de temperatura en el mapa final de la atmósfera si la incertidumbre en el valor registrado era inferior al 5%.

"Se necesitaron años de trabajo cuidadoso para limpiar y mapear los datos y analizarlos", dijo James O'Donoghue. "Los productos finales fueron mapas de temperatura que se componen de más de diez mil puntos de datos individuales". Los mapas de temperatura de la atmósfera superior de Júpiter muestran gradientes claros, con temperaturas que disminuyen desde las regiones aurorales polares hasta el ecuador. Esto demostró que la aurora de Júpiter estaba circulando energía auroral por todo el planeta, con vientos que llevaban la atmósfera caliente a latitudes más bajas y longitudes adyacentes.

La idea de que la aurora podría ser la fuente de la misteriosa energía de Júpiter se había propuesto previamente. Sin embargo, los modelos globales de la atmósfera superior de Júpiter sugirieron que los vientos que se dirigen al ecuador serían abrumados y redirigidos por los vientos del oeste impulsados por la rápida rotación del planeta. Esto evitaría que la energía auroral se escape de las regiones polares y caliente toda la atmósfera. Sin embargo, este nuevo resultado de observación sugiere que tal captura no está ocurriendo y que los vientos del oeste pueden ser relativamente más débiles de lo esperado en comparación con los vientos hacia el ecuador.

Desde la órbita alrededor de la Tierra, el satélite Hisaki de JAXA ha observado el campo magnético generador de auroras alrededor de Júpiter desde el lanzamiento de la misión en 2013. Este seguimiento a largo plazo ha revelado que el campo magnético de Júpiter está fuertemente influenciado por el viento solar; una corriente de partículas de alta energía que emana del Sol. El viento solar lleva su propio campo magnético y cuando este se encuentra con el campo planetario de Júpiter, este último se comprime. Se encontró más evidencia de esta interacción y el calentamiento resultante cuando el equipo observó una región extendida de gas de alta temperatura que parecía estar propagándose desde la aurora. En el momento de la observación, la presión del viento solar era particularmente alta en Júpiter y es probable que la compresión del campo haya creado una aurora mejorada. La ola de calor resultante fue la estructura detectada por el equipo cuando comenzó a alejarse hacia latitudes más bajas.

14 de julio de 2021, los astrónomos planetarios combinaron mediciones tomadas por la nave espacial Juno de la NASA que orbita Júpiter, con datos de la misión XMM-Newton de la ESA (Agencia Espacial Europea) en órbita terrestre, para resolver un misterio de 40 años sobre los orígenes de las inusuales auroras de rayos X de Júpiter. Por primera vez, han visto todo el mecanismo en funcionamiento: los átomos, o iones, cargados eléctricamente, responsables de los rayos X están "navegando" ondas electromagnéticas en el campo magnético de Júpiter hacia la atmósfera del gigante gaseoso.

Se han detectado auroras en siete planetas de nuestro Sistema Solar. Algunos de estos espectáculos de luces son visibles para el ojo humano; otros generan longitudes de onda de luz que solo podemos ver con telescopios especializados. Las longitudes de onda más cortas requieren más energía para producirse. Júpiter tiene las auroras más poderosas del Sistema Solar y es el único de los cuatro planetas gigantes con una aurora que se ha encontrado que emite rayos X. Los astrónomos planetarios han estado fascinados con la emisión auroral de rayos X de Júpiter desde su descubrimiento hace cuatro décadas porque no estaba claro de inmediato cómo se genera la energía necesaria para producirla. Sabían que estas sorprendentes luces del norte y del sur de Júpiter son provocadas por iones que chocan contra la atmósfera de Júpiter. Pero hasta ahora, los científicos no tenían idea de cómo los iones responsables del espectáculo de luz de rayos X pueden llegar a la atmósfera en primer lugar.

En la Tierra, las auroras suelen ser visibles solo en un cinturón que rodea los polos magnéticos, entre 65 y 80 grados de latitud. Más allá de los 80 grados, la emisión auroral desaparece porque las líneas del campo magnético salen de la Tierra y se conectan al campo magnético del viento solar, que es el flujo constante de partículas cargadas eléctricamente expulsadas por el Sol. Estas se denominan líneas de campo abierto y, en la imagen tradicional, tampoco se espera que las regiones polares de alta latitud de Júpiter y Saturno emitan auroras sustanciales.

Sin embargo, las auroras de rayos X de Júpiter son diferentes. Existen hacia los polos del cinturón auroral principal y pulsan, y los del polo norte a menudo difieren de los del polo sur. Estas son características típicas de un campo magnético cerrado, donde la línea del campo magnético sale del planeta por un polo y se vuelve a conectar con el planeta por el otro. Todos los planetas con campos magnéticos tienen componentes de campo abierto y cerrado.

Los científicos que estudian los fenómenos recurrieron a simulaciones por computadora y encontraron que las auroras de rayos X pulsantes podrían estar vinculadas a campos magnéticos cerrados que se generan dentro de Júpiter y luego se extienden millones de kilómetros en el espacio antes de regresar. Pero, ¿cómo demostrar que el modelo era viable?. Los autores del estudio recurrieron a los datos adquiridos por Juno y XMM-Newton del 16 al 17 de julio de 2017. Durante el lapso de dos días, XMM-Newton observó a Júpiter continuamente durante 26 horas y vio una aurora de rayos X pulsando cada 27 minutos. Al mismo tiempo, Juno había viajado entre 62 y 68 radios de Júpiter (alrededor de 4,4 a 4,8 millones de kilómetros) por encima del área del planeta antes del amanecer. Esta era exactamente la región que las simulaciones del equipo sugirieron que era importante para activar las pulsaciones, por lo que buscaron en los datos de Juno cualquier proceso magnético que estuviera ocurriendo al mismo ritmo.

Descubrieron que las fluctuaciones del campo magnético de Júpiter causaban las auroras de rayos X pulsantes. El límite exterior del campo magnético es golpeado directamente por las partículas del viento solar y comprimido. Estas compresiones calientan los iones que están atrapados en el extenso campo magnético de Júpiter, que se encuentra a millones de kilómetros de la atmósfera del planeta. Esto desencadena un fenómeno llamado ondas ciclotrón de iones electromagnéticos (EMIC), en el que las partículas se dirigen a lo largo de las líneas de campo. Guiados por el campo, los iones viajan en la onda EMIC a través de millones de kilómetros de espacio, eventualmente chocando contra la atmósfera del planeta y activando las auroras de rayos X.

Ahora que la pieza faltante del proceso ha sido identificada por primera vez, abre una gran cantidad de posibilidades sobre dónde podría estudiarse a continuación. Por ejemplo, en Júpiter, el campo magnético está lleno de iones de azufre y oxígeno emitidos por los volcanes en la luna Io. En Saturno, la luna Encelado lanza agua al espacio, llenando el campo magnético de Saturno con iones del grupo agua.

7 de julio de 2021, el 4 de julio de 2016, la nave espacial Juno llegó a Júpiter en una misión para mirar a través de las densas nubes del planeta gigante gaseoso y responder preguntas sobre los orígenes de nuestro sistema solar. Desde su llegada, Juno ha proporcionado a los científicos un tesoro de datos sobre los orígenes, las estructuras interiores, la atmósfera y la magnetosfera del planeta. Juno es la primera misión en observar la atmósfera profunda y el interior de Júpiter, y continuará deleitándose con las deslumbrantes vistas de las coloridas nubes y las lunas galileanas del planeta. Mientras gira alrededor de Júpiter, Juno proporciona conocimientos críticos para comprender la formación de nuestro propio sistema solar, el sistema joviano y el papel que juegan los planetas gigantes en la formación de sistemas planetarios en otros lugares.

Uno de los últimos descubrimientos de este ingenio ha sido la revelación de iones pesados de alta energía durante recorridos de alta latitud del cinturón de electrones. Juno ha observado iones pesados >100MeV/nucleón durante los recorridos de alta latitud del cinturón de electrones, las partículas más energéticas que Juno ha podido ver.

La cámara estelar de Juno (SRU) detecta estos iones como firmas de ruido extremadamente intensas, 100 veces más intensas que las de los electrones penetrantes, en imágenes recopiladas por la Investigación de Monitoreo de Radiación de Juno. El análisis sugiere una población de iones pesados GeV con masa atómica no mayor que la del azufre. La misión principal de Juno permite mapear completamente este entorno de iones de alta energía y ayuda al estudio del origen de estas partículas.

8 de junio de 2021, la nave espacial Juno de la NASA sobrevoló Ganimedes, la luna más grande de Júpiter, ayer en la primera visita de cerca al mundo helado desde el año 2000. Las primeras imágenes del sobrevuelo muestran la superficie helada y llena de cráteres de Ganímedes con "notable detalle", dijo la NASA. La luna está cubierta de parches de terreno oscuro y brillante, con surcos y crestas largas en forma de rayas también visibles. Los científicos dicen que las características lineales podrían estar relacionadas con fallas tectónicas. El generador de imágenes y la cámara de navegación JunoCam de la nave espacial Juno, que funciona con energía solar, tomó fotografías mientras el orbitador pasaba por Ganímedes a una distancia de aproximadamente 1.038 kilómetros. Durante el rápido sobrevuelo, Juno pasó a Ganímedes a una velocidad de más de 19 Km/s.

"Esto es lo más cerca que ha estado una nave espacial de esta luna gigantesca en una generación", dijo Scott Bolton, investigador principal de la misión Juno del Southwest Research Institute. "Vamos a tomarnos nuestro tiempo antes de sacar conclusiones científicas, pero hasta entonces podemos simplemente maravillarnos de esta maravilla celestial: la única luna en nuestro Sistema Solar más grande que el planeta Mercurio".

La cámara de luz visible del instrumento JunoCam vio casi todo un lado de Ganímedes durante el sobrevuelo. Las primeras vistas regresadas a la Tierra muestran una vista en blanco y negro de la luna helada, la más grande del sistema solar y la única luna con su propio campo magnético. Los enlaces descendentes de datos futuros permitirán a los expertos en imágenes crear un retrato en color de Ganímedes, según la NASA. La NASA dijo que la vista de JunoCam de Ganímedes tiene una resolución de aproximadamente 1 kilómetro. El encuentro de alta velocidad de Juno con Ganímedes significó que hubo suficiente tiempo para que JunoCam tomara cinco imágenes. La resolución de la imagen de la cámara de navegación es de entre 600 a 900 metros por píxel.

El espectrógrafo ultravioleta de Juno, el mapeador de auroras infrarrojas jovianas y el radiómetro de microondas estuvieron activos durante el sobrevuelo de Ganímedes para medir la composición, el grosor y la temperatura de la corteza de agua y hielo de la luna. Juno también estaba sintonizado para medir el entorno de radiación alrededor de Ganímedes, recopilando datos para beneficiar futuras misiones para estudiar Júpiter y sus lunas.

Además de las observaciones científicas de Juno, el encuentro utilizó la gravedad de Ganímedes para reducir el período de la órbita de forma ovalada de la nave espacial alrededor de Júpiter de 53 días a 43 días, preparándose para un sobrevuelo con Europa en septiembre de 2022 y sobrevuelos con la luna volcánica Io en 2023. y 2024. El campo de gravedad asimétrico de Júpiter está perturbando gradualmente la trayectoria de Juno y arrastrando el punto más cercano de la órbita de la nave hacia el norte con el tiempo. El cambio en la órbita de Juno permitirá que la nave tenga una mejor vista del Polo Norte de Júpiter y también permitirá los sobrevuelos de Ganímedes, Europa e Io. Pocas horas después de visitar Ganimedes, la nave Juno inició su 34ª revolución a Júpiter, lo que se denomina el 34 perijove.

La última misión para explorar las lunas de Júpiter fue Galileo, una nave espacial de la NASA que orbitó Júpiter desde 1995 hasta 2003. El último sobrevuelo cercano de Galileo con Ganímedes ocurrió el 20 de mayo de 2000.

Juno se encuentra en una misión extendida en órbita alrededor de Júpiter, a donde llegó el 4 de julio de 2016, para estudiar la atmósfera, el campo magnético y la estructura interna del planeta gigante. La misión robótica se lanzó el 5 de agosto de 2011 desde Cabo Cañaveral a bordo de un cohete United Launch Alliance Atlas 5.

4 de junio de 2021, el lunes 7 de junio, la nave espacial Juno llegará a 1.038 kilómetros de la superficie de la luna más grande de Júpiter, Ganímedes. El sobrevuelo será lo más cerca que haya estado una nave espacial del satélite natural más grande del Sistema Solar desde que la nave espacial Galileo de la NASA hizo su penúltimo acercamiento cercano el 20 de mayo de 2000. Junto con imágenes impactantes, el sobrevuelo de la nave espacial propulsada por energía solar arrojará información sobre la luna, composición, ionosfera, magnetosfera y capa de hielo. Las mediciones de Juno del entorno de radiación cerca de la luna también beneficiarán a futuras misiones al sistema joviano. "Juno lleva un conjunto de instrumentos sensibles capaces de ver a Ganímedes de formas nunca antes posibles", dijo el investigador principal de Juno, Scott Bolton, del Southwest Research Institute en San Antonio. “Al volar tan cerca, llevaremos la exploración de Ganímedes al siglo XXI, complementando las misiones futuras con nuestros sensores únicos y ayudando a prepararnos para la próxima generación de misiones al sistema joviano: Europa Clipper de la NASA y de la ESA, la misión JUICE".

Los instrumentos científicos de Juno comenzarán a recopilar datos unas tres horas antes del acercamiento más cercano de la nave espacial. Junto con los instrumentos del espectrógrafo ultravioleta (UVS) y el mapeador de auroras infrarrojas jovianas (JIRAM), el radiómetro de microondas de Juno (MWR) observará la corteza de hielo de agua de Ganímedes, obteniendo datos sobre su composición y temperatura.

"La capa de hielo de Ganímedes tiene algunas regiones claras y oscuras, lo que sugiere que algunas áreas pueden ser hielo puro, mientras que otras áreas contienen hielo sucio", dijo Bolton. "MWR proporcionará la primera investigación en profundidad de cómo la composición y estructura del hielo varía con la profundidad, lo que conducirá a una mejor comprensión de cómo se forma la capa de hielo y los procesos en curso que resurgen el hielo con el tiempo". Los resultados complementarán los de la próxima misión JUICE de la ESA, que observará el hielo utilizando un radar en diferentes longitudes de onda cuando se convierta en la primera nave espacial en orbitar una luna distinta a la de la Tierra en 2032. Las longitudes de onda se utilizarán para realizar un experimento de radio-ocultación para sondear la tenue ionosfera de la luna (la capa exterior de una atmósfera donde los gases son excitados por la radiación solar para formar iones, que tienen carga eléctrica).

"Cuando Juno pase por detrás de Ganímedes, las señales de radio pasarán a través de la ionosfera de Ganímedes, lo que provocará pequeños cambios en la frecuencia que deberían captar dos antenas en el complejo de Canberra de la DSN", dijo Dustin Buccino, ingeniero de análisis de señales de la Misión Juno en JPL (Jet Propulsion Laboratory). "Si podemos medir este cambio, podríamos comprender la conexión entre la ionosfera de Ganímedes, su campo magnético intrínseco y la magnetosfera de Júpiter".

Normalmente, la cámara de navegación de la Unidad de Referencia Estelar (SRU) de Juno tiene la tarea de ayudar a mantener el orbitador Júpiter en curso, pero durante el sobrevuelo cumplirá una doble función. Junto con sus funciones de navegación, la cámara, que está bien protegida contra la radiación que de otro modo podría afectarla negativamente, recopilará información sobre el entorno de radiación de alta energía en la región cercana a Ganímedes mediante la recopilación de un conjunto especial de imágenes. “Las firmas de partículas de alta energía que penetran en el entorno de radiación extrema de Júpiter aparecen como puntos, garabatos y rayas en las imágenes, como estática en una pantalla de televisión. Extraemos estas firmas de ruido inducidas por radiación de imágenes SRU para obtener instantáneas de diagnóstico de los niveles de radiación encontrados por Juno”, dijo Heidi Becker, líder de monitoreo de radiación de Juno en JPL.

Mientras tanto, la cámara Advanced Stellar Compass, construida en la Universidad Técnica de Dinamarca, contará electrones muy energéticos que penetran su blindaje con una medición cada cuarto de segundo. También se alista el generador de imágenes JunoCam, concebida para llevar la emoción y la belleza de la exploración de Júpiter al público, la cámara también ha proporcionado una gran cantidad de ciencia útil durante la misión de casi cinco años. Para el sobrevuelo de Ganímedes, JunoCam recopilará imágenes con una resolución equivalente a la mejor de la Voyager y Galileo. El equipo científico de Juno examinará las imágenes, comparándolas con las de misiones anteriores, buscando cambios en las características de la superficie que podrían haber ocurrido durante más de cuatro décadas. Cualquier cambio en la distribución de los cráteres en la superficie podría ayudar a los astrónomos a comprender mejor la población actual de objetos que impactan en las lunas del Sistema Solar exterior. Debido a la velocidad del sobrevuelo, la luna helada, desde el punto de vista de JunoCam, pasará de ser un punto de luz a un disco visible y luego volverá a ser un punto de luz en unos 25 minutos. Así que es tiempo suficiente para cinco imágenes.

“Las cosas suelen suceder bastante rápido en el mundo de los sobrevuelos, y la semana que viene tenemos dos consecutivos. Así que, literalmente, cada segundo cuenta”, dijo Matt Johnson, director de la misión de Juno, de JPL. “El lunes, pasaremos por Ganímedes a casi 19 Km/s. Menos de 24 horas después, realizaremos nuestro 34º pase científico de Júpiter: gritando bajo sobre las cimas de las nubes, a aproximadamente 58 Km/s. Va a ser un viaje salvaje".

20 de mayo de 2021, el lugar, descubierto en 2020 por el astrónomo amateur Clyde Foster usando su propio telescopio de 14 pulgadas, apareció por primera vez como una característica de forma ovalada cerca de la famosa "Gran Mancha Roja" del planeta. Dos días después de ese descubrimiento, la NASA echó un vistazo de cerca a la nueva característica con Juno en órbita alrededor de Júpiter. Los miembros del equipo de Juno determinaron que la característica era "una columna de material de nubes que erupcionaban sobre las capas superiores de la atmósfera joviana", dijo la NASA en un comunicado.

Pero Juno se dio la vuelta para ver el lugar en abril de 2021 y descubrió que se ve… diferente. En la nueva foto del lugar tomada por Juno, esa diferencia se hace evidente de inmediato. En la imagen tomada el 2 de junio de 2020, hay una característica clara de forma ovalada. Pero en la foto tomada el 15 de abril de 2021 durante el 33º perijove de la nave sobre las nubes de Júpiter, ese óvalo se parece más a una mancha caótica y arremolinada. La imagen de 2020 se tomó a unos 45.000 kilómetros de la parte superior de las nubes de Júpiter, mientras que la imagen de 2021 se capturó a unos 27.000 km de altura, dijeron funcionarios de la NASA.

Ahora, características como esta aparecen ocasionalmente en esta región de la atmósfera dinámica de Júpiter y luego se disipan rápidamente. Pero las observaciones del instrumento JunoCam de Juno muestran que "Clyde's Spot" todavía está aquí después de casi un año. Este impresionante poder de permanencia establece, que el lugar recientemente descubierto es relativamente único en comparación con otras características atmosféricas en Júpiter, dijeron funcionarios de la NASA. (La Gran Mancha Roja también tiene una larga vida, por supuesto; los astrónomos la han estado observando durante varios siglos).

29 de marzo de 2021, el espectrógrafo ultravioleta (UVS) dirigido por SwRI que orbita Júpiter a bordo de la nave espacial Juno de la NASA ha detectado nuevas características tenues de auroras, caracterizadas por emisiones en forma de anillo, que se expanden rápidamente con el tiempo. Los científicos de SwRI determinaron que las partículas cargadas provenientes del borde de la magnetosfera masiva de Júpiter desencadenaron estas emisiones aurorales.

"Creemos que estas débiles características ultravioleta recién descubiertas se originan a millones de millas de Júpiter, cerca del límite de la magnetosfera joviana con el viento solar", dijo el Dr. Vincent Hue, autor principal de un artículo aceptado por el Journal of Geophysical Research: Space Physics. "El viento solar es una corriente supersónica de partículas cargadas emitidas por el Sol. Cuando llegan a Júpiter, interactúan con su magnetosfera de una manera que aún no se comprende bien".

"A pesar de décadas de observaciones desde la Tierra combinadas con numerosas mediciones de naves espaciales in situ, los científicos aún no comprenden completamente el papel que juega el viento solar en la moderación de las emisiones aurorales de Júpiter", dijo el Dr. Thomas Greathouse de SwRI, coautor de este estudio. "La dinámica magnetosférica de Júpiter, el movimiento de partículas cargadas dentro de su magnetosfera, está controlada en gran medida por la rotación de 10 horas de Júpiter, la más rápida del sistema solar. El papel del viento solar todavía se debate".

Uno de los objetivos de la misión Juno, recientemente aprobada por la NASA para una extensión hasta 2025, es explorar la magnetosfera de Júpiter midiendo sus auroras con el instrumento UVS. Las observaciones anteriores con el telescopio espacial Hubble y Juno han permitido a los científicos determinar que la mayoría de las poderosas auroras de Júpiter se generan por procesos internos, es decir, el movimiento de partículas cargadas dentro de la magnetosfera. Sin embargo, en numerosas ocasiones, UVS ha detectado un tipo de aurora tenue, caracterizada por anillos de emisiones que se expanden rápidamente con el tiempo.

"La ubicación de los anillos en latitudes altas indica que las partículas que causan las emisiones provienen de la distante magnetosfera joviana, cerca de su límite con el viento solar", dijo Bertrand Bonfond, coautor de este estudio de la Universidad de Lieja de Bélgica. En esta región, el plasma del viento solar a menudo interactúa con el plasma joviano de una manera que se cree que forma inestabilidades "Kelvin-Helmholtz". Estos fenómenos ocurren cuando hay velocidades de corte, como en la interfaz entre dos fluidos que se mueven a diferentes velocidades. Otro candidato potencial para producir los anillos son los eventos de reconexión magnética del lado del día, donde los campos magnéticos jovianos e interplanetarios dirigidos de manera opuesta convergen, reorganizan y se vuelven a conectar.

Se cree que ambos procesos generan haces de partículas que podrían viajar a lo largo de las líneas del campo magnético joviano, para finalmente precipitar y desencadenar las auroras anulares en Júpiter. "Aunque este estudio no concluye qué procesos producen estas características, la misión extendida de Juno nos permitirá capturar y estudiar más de estos eventos transitorios débiles", dijo Hue.

26 de marzo de 2021, esta imagen de la misión Juno de la NASA captura el hemisferio norte de Júpiter alrededor de la región conocida como Jet N7. Los fuertes vientos del planeta crean las muchas tormentas arremolinadas visibles cerca de la parte superior de su atmósfera. Los datos de Juno ayudaron a los científicos a descubrir otro efecto menos visible de esos vientos: el poderoso campo magnético de Júpiter cambia con el tiempo. Los vientos se extienden a más de 3000 kilómetros de profundidad, donde el material más bajo en la atmósfera de Júpiter es altamente conductor eléctricamente. Los científicos determinaron que el viento corta este material conductor y lo transporta alrededor del planeta, lo que cambia la forma del campo magnético.

El científico amateur Kevin M. Gill creó esta imagen en falso color utilizando datos de la cámara JunoCam. La imagen original fue tomada el 21 de febrero de 2021 cuando la nave espacial Juno realizaba su 32º sobrevuelo cercano a Júpiter. En ese momento, la nave espacial estaba a unos 16.400 kilómetros de la parte superior de las nubes a una latitud de unos 66º norte.

18 de marzo de 2021, los trabajos de la nave Juno siguen dando sus frutos una vez que los científicos estudian los mismos. Los nuevos resultados del instrumento espectrógrafo ultravioleta en la misión Juno revelan por primera vez el nacimiento de las tormentas de auroras al amanecer, el brillo matutino único de las espectaculares auroras de Júpiter. Estas inmensas y transitorias exhibiciones de luz ocurren en ambos polos jovianos y anteriormente solo habían sido observadas por observatorios terrestres y en órbita terrestre, en particular el Telescopio Espacial Hubble.

Descubiertas por primera vez por la cámara de objetos débiles de Hubble en 1994, las tormentas del amanecer consisten en un brillo y una ampliación de corta duración pero intensa del óvalo auroral principal de Júpiter, una cortina de luz oblonga que rodea ambos polos, cerca de donde la atmósfera emerge de la oscuridad en la región de la madrugada . Antes de Juno, las observaciones de la aurora ultravioleta joviana solo ofrecían vistas laterales, ocultando todo lo que sucedía en el lado nocturno del planeta.

“Observar la aurora de Júpiter desde la Tierra no te permite ver más allá de la extremidad, hacia el lado nocturno de los polos de Júpiter. Las exploraciones de otras naves espaciales - Voyager, Galileo, Cassini - ocurrieron desde distancias relativamente grandes y no volaron sobre los polos, por lo que no pudieron ver la imagen completa”, dijo Bertrand Bonfond, investigador de la Universidad de Lieja en Bélgica. "Es por eso que los datos de Juno son un verdadero cambio de juego, ya que nos permiten comprender mejor lo que está sucediendo en el lado nocturno, donde nacen las tormentas del amanecer".

Los investigadores encontraron que las tormentas del amanecer nacen en el lado nocturno del gigante gaseoso. A medida que el planeta gira, la futura tormenta del amanecer gira con él hacia el lado diurno, donde estas características aurorales complejas e intensamente brillantes se vuelven aún más luminosas, emitiendo desde cientos hasta miles de gigavatios de luz ultravioleta al espacio. El salto en el brillo implica que las tormentas del amanecer están vertiendo al menos 10 veces más energía en la atmósfera superior de Júpiter que las auroras típicas.

"Cuando observamos toda la secuencia de la tormenta del amanecer, no pudimos evitar notar que son muy similares a un tipo de auroras terrestres llamadas subtormentas", dijo Zhonghua Yao, coautor del estudio en la Universidad de Lieja. Las subtormentas son el resultado de breves perturbaciones en la magnetosfera de la Tierra, la región del espacio controlada por el campo magnético del planeta, que liberan energía en lo alto de la ionosfera del planeta. La similitud entre las subtormentas terrestres y jovianas es sorprendente porque las magnetosferas de Júpiter y la Tierra son radicalmente diferentes. En la Tierra, la magnetosfera está esencialmente controlada por la interacción del viento solar, la corriente de partículas cargadas que fluyen desde el Sol, con el campo magnético de la Tierra. La magnetosfera de Júpiter está poblada principalmente por partículas que escapan de la luna volcánica Io, que luego se ionizan y quedan atrapadas alrededor del gigante gaseoso a través de su campo magnético.

“El poder que posee Júpiter es asombroso. La energía en estas auroras del amanecer es otro ejemplo de lo poderoso que es realmente este planeta gigante”, dijo Scott Bolton, investigador principal de Juno del Southwest Research Institute en San Antonio. “Las revelaciones de la tormenta del amanecer son otra sorpresa de la misión Juno, que está constantemente reescribiendo el libro sobre cómo funciona el planeta gigante. Con la reciente extensión de la misión de la NASA, esperamos muchas más ideas y descubrimientos nuevos".

Mirando ahora sobre la Gran Mancha Roja, los datos de Juno han aportado más detalles de lo que sucede. La tormentosa vorágine centenaria de la Gran Mancha Roja de Júpiter fue sacudida pero no destruida por una serie de anticiclones que se estrellaron contra ella en los últimos años.

Las tormentas más pequeñas hacen que se desprendan trozos de nubes rojas, reduciendo la tormenta más grande en el proceso. Pero el nuevo estudio encontró que estas interrupciones son "superficiales". Son visibles para nosotros, pero solo son superficiales en la Mancha Roja, sin afectar su profundidad total.

"La intensa vorticidad de la [Gran Mancha Roja], junto con su mayor tamaño y profundidad en comparación con los vórtices que interactúan, garantiza su larga vida", dijo Agustín Sánchez-Lavega, profesor de física aplicada de la Universidad del País Vasco en Bilbao. A medida que la tormenta más grande absorbe estas tormentas más pequeñas, "gana energía a expensas de su energía de rotación". Timothy Dowling, profesor de física y astronomía en la Universidad de Louisville, experto en dinámica atmosférica planetaria, que no participó en el nuevo estudio, dijo que "es un momento emocionante para la Mancha Roja". Antes de 2019, la tormenta más grande solo era golpeada por un par de anticiclones al año, mientras que más recientemente fue golpeada por hasta dos docenas al año. "Realmente está siendo golpeado. Estaba causando mucha alarma", dijo Dowling.

La característica icónica del gigante gaseoso se encuentra cerca de su ecuador, empequeñeciendo los conceptos terrestres de una gran tormenta durante al menos 150 años desde su primera observación confirmada, aunque las observaciones en 1665 pueden haber sido de la misma tormenta. La Gran Mancha Roja tiene aproximadamente el doble del diámetro de la Tierra y sopla a velocidades de hasta 540 Km/h a lo largo de su periferia. Los ciclones como huracanes o tifones generalmente giran alrededor de un centro con baja presión atmosférica, girando en sentido antihorario en el hemisferio norte y en sentido horario en el sur, ya sea en Júpiter o en la Tierra. Los anticiclones giran en sentido contrario a los ciclones, alrededor de un centro con alta presión atmosférica.

La Gran Mancha Roja es en sí misma un anticiclón, aunque es de seis a siete veces más grande que los anticiclones más pequeños que han estado colisionando con ella. Pero incluso estas tormentas más pequeñas en Júpiter tienen aproximadamente la mitad del tamaño de la Tierra y aproximadamente 10 veces el tamaño de los huracanes terrestres más grandes.

El equipo descubrió que los anticiclones más pequeños atraviesan el anillo periférico de alta velocidad de la Gran Mancha Roja antes de rodear el óvalo rojo. Las tormentas más pequeñas crean algo de caos en una situación ya dinámica, cambiando temporalmente la oscilación de longitud de 90 días de la Mancha Roja y "arrancando las nubes rojas del óvalo principal y formando serpentinas", dijo Sánchez-Lavega. "Este grupo ha hecho un trabajo extremadamente cuidadoso, muy minucioso", dijo Dowling, y agregó que la descamación del material rojo que vemos es similar a un efecto de crema brulee, con un remolino aparente durante unos pocos kilómetros en la superficie que no tiene mucho impacto en los 200 kilómetros de profundidad de la Gran Mancha Roja.

9 de marzo de 2021, cuando la nave Juno se encuentra en medio de su 32º perijove, los científicos acaban de hacer un descubrimiento de gran alcance. Nadie se esperaba los resultados de un ensayo de hace años. Mire hacia el cielo nocturno justo antes del amanecer o después del anochecer, y es posible que vea una débil columna de luz que se extiende desde el horizonte. Ese resplandor luminoso es la luz zodiacal, o la luz solar reflejada hacia la Tierra por una nube de diminutas partículas de polvo que orbitan alrededor del Sol. Los astrónomos han pensado durante mucho tiempo que el polvo es llevado al interior del Sistema Solar por algunas familias de asteroides y cometas que se aventuran desde lejos.

Pero ahora, un equipo de científicos de Juno sostiene que Marte puede ser el culpable. Publicaron su hallazgo en un artículo del 9 de marzo en el Journal of Geophysical Research: Planets. Un instrumento a bordo de la nave espacial Juno detectó por casualidad partículas de polvo que chocaban contra la nave espacial durante su viaje desde la Tierra a Júpiter. Los impactos proporcionaron pistas importantes sobre el origen y la evolución orbital del polvo, resolviendo algunas misteriosas variaciones de la luz zodiacal.

Aunque su descubrimiento tiene grandes implicaciones, los científicos que pasaron años estudiando los desechos cósmicos no se propusieron hacerlo. "Nunca pensé que estaríamos buscando polvo interplanetario", dijo John Leif Jørgensen, profesor de la Universidad Técnica de Dinamarca. Jørgensen diseñó los rastreadores de cuatro estrellas que forman parte de la investigación del magnetómetro de Juno. Estas cámaras a bordo toman fotos del cielo cada cuarto de segundo para determinar la orientación de Juno en el espacio al reconocer patrones de estrellas en sus imágenes, una tarea de ingeniería esencial para la precisión del magnetómetro. Pero Jørgensen esperaba que sus cámaras también pudieran ver un asteroide no descubierto. Así que programó una cámara para reportar cosas que aparecían en múltiples imágenes consecutivas pero que no estaban en el catálogo de objetos celestes conocidos. No esperaba ver mucho: casi todos los objetos en el cielo están incluidos en el catálogo de estrellas. Entonces, cuando la cámara comenzó a transmitir miles de imágenes de objetos no identificables (aparecían rayas y luego desaparecían misteriosamente), Jørgensen y sus colegas estaban desconcertados. “Estábamos mirando las imágenes y dijimos, '¿Qué podría ser esto?'”, Dijo.

Jørgensen y su equipo consideraron muchas causas plausibles y algunas inverosímiles. Existía la desconcertante posibilidad de que la cámara estelar hubiera detectado una fuga en el tanque de combustible de Juno. “Pensamos, 'algo está realmente mal'”, dijo Jørgensen. "Las imágenes parecían como si alguien estuviera sacudiendo un mantel polvoriento por la ventana". No fue hasta que los investigadores calcularon el tamaño aparente y la velocidad de los objetos en las imágenes que finalmente se dieron cuenta de algo: granos de polvo se habían estrellado contra Juno a unos 16,000 Km/h, cortando pedazos submilimétricos. "Aunque estamos hablando de objetos con solo una pequeña masa, tienen un gran impacto", dijo Jack Connerney, líder de investigación del magnetómetro de Juno.

Al final resultó que, el rocío de escombros provenía de los paneles solares expansivos de Juno, el detector de polvo involuntario más grande y sensible jamás construido. "Cada pieza de escombros que rastreamos registra el impacto de una partícula de polvo interplanetario, lo que nos permite compilar una distribución de polvo a lo largo del camino de Juno", dijo Connerney. Juno se lanzó en 2011. Después de una maniobra en el espacio profundo en el cinturón de asteroides en 2012, regresó al Sistema Solar interior para una asistencia de gravedad terrestre en 2013, que catapultó la nave espacial hacia Júpiter.

Connerney y Jørgensen notaron que la mayoría de los impactos de polvo se registraron entre la Tierra y el cinturón de asteroides, con brechas en la distribución relacionadas con la influencia de la gravedad de Júpiter. Según los científicos, esta fue una revelación radical. Hasta ahora, los científicos no habían podido medir la distribución de estas partículas de polvo en el espacio. Los detectores de polvo dedicados han tenido áreas de recolección limitadas y, por lo tanto, una sensibilidad limitada a una población escasa de polvo. En su mayoría, cuentan las partículas de polvo más abundantes y mucho más pequeñas del espacio interestelar. En comparación, los paneles solares expansivos de Juno tienen 1,000 veces más área de recolección que la mayoría de los detectores de polvo.

Los científicos de Juno determinaron que la nube de polvo termina en la Tierra porque la gravedad de la Tierra absorbe todo el polvo que se acerca. "Ese es el polvo que vemos como luz zodiacal", dijo Jørgensen. En cuanto al borde exterior, a unas 2 unidades astronómicas (AU) del Sol (1 AU es la distancia entre la Tierra y el Sol), termina un poco más allá de Marte. En ese punto, informan los científicos, la influencia de la gravedad de Júpiter actúa como una barrera, evitando que las partículas de polvo crucen desde el Sistema Solar interior hacia el espacio profundo. Este mismo fenómeno, conocido como resonancia orbital, también funciona a la inversa, donde bloquea el paso del polvo que se origina en el espacio profundo.

La profunda influencia de la barrera de gravedad indica que las partículas de polvo están en una órbita casi circular alrededor del Sol, dijo Jørgensen. "Y el único objeto que conocemos en órbita casi circular alrededor de 2 UA es Marte, por lo que el pensamiento natural es que Marte es una fuente de este polvo", dijo.

“La distribución del polvo que medimos mejor será consistente con la variación de la luz zodiacal que se ha observado”, dijo Connerney. Los investigadores desarrollaron un modelo informático para predecir la luz reflejada por la nube de polvo, dispersada por la interacción gravitacional con Júpiter que dispersa el polvo en un disco más grueso. La dispersión depende solo de dos cantidades: la inclinación del polvo a la eclíptica y su excentricidad orbital. Cuando los investigadores conectaron los elementos orbitales de Marte, la distribución predijo con precisión la firma reveladora de la variación de la luz zodiacal cerca de la eclíptica. "Eso es, en mi opinión, una confirmación de que sabemos exactamente cómo estas partículas están orbitando en nuestro Sistema Solar", dijo Connerney, "y dónde se originan".

Si bien ahora hay buena evidencia de que Marte, el planeta más polvoriento que conocemos, es la fuente de la luz zodiacal, Jørgensen y sus colegas aún no pueden explicar cómo el polvo pudo haber escapado del agarre de la gravedad marciana. Esperan que otros científicos les ayuden.

Mientras tanto, los investigadores señalan que encontrar la verdadera distribución y densidad de las partículas de polvo en el Sistema Solar ayudará a los ingenieros a diseñar materiales de naves espaciales que puedan resistir mejor los impactos del polvo. Conocer la distribución precisa del polvo también puede orientar el diseño de trayectorias de vuelo para futuras naves espaciales a fin de evitar la mayor concentración de partículas. Pequeñas partículas que viajan a velocidades tan altas pueden extraer hasta 1.000 veces su masa desde una nave espacial. Los paneles solares de Juno no sufrieron daños porque las células solares están bien protegidas contra el impacto en la parte posterior (o el lado oscuro) del panel por la estructura de soporte.

25 de enero de 2021, esta imagen compuesta muestra un punto caliente en la atmósfera de Júpiter. En la imagen de la izquierda, tomada el 16 de septiembre de 2020 por el Telescopio Gemini North, el punto caliente aparece brillante en el infrarrojo con una longitud de onda de 5 micrones. La imagen insertada a la derecha fue tomada por el generador de imágenes de luz visible JunoCam a bordo de la nave espacial Juno de la NASA, también el 16 de septiembre, durante el 29º paso cercano de Juno por Júpiter. Aquí, el punto caliente aparece oscuro.

El telescopio internacional Gemini North es un telescopio óptico/infrarrojo de 8,1 metros de diámetro optimizado para observaciones infrarrojas, y está gestionado para la NSF por la Asociación de Universidades para la Investigación en Astronomía (AURA).

Los puntos calientes de Júpiter se conocen desde hace mucho tiempo. El 7 de diciembre de 1995, la sonda Galileo probablemente descendió a un punto caliente similar. A simple vista, los puntos calientes de Júpiter aparecen como áreas oscuras sin nubes en el cinturón ecuatorial del planeta, pero en longitudes de onda infrarrojas son extremadamente brillantes, revelando la atmósfera cálida y profunda debajo de las nubes. Las imágenes de alta resolución de los puntos calientes de Júpiter como estos son clave para comprender el papel de las tormentas y olas en la atmósfera de Júpiter y para resolver el misterio del agua esquiva de Júpiter.

El científico amateur Brian Swift procesó las imágenes para mejorar el color y el contraste, con un procesamiento adicional por parte de Tom Momary para mapear la imagen de JunoCam con los datos de Gemini.

13 de enero de 2021, cuando la nave Juno está en su 31º perijove desde que llegara a Júpiter, la NASA ha autorizado una extensión de misión para su nave espacial. El orbitador planetario más distante de la agencia, ahora continuará su investigación del planeta más grande del Sistema Solar hasta septiembre de 2025, o hasta el final de la vida útil de la nave espacial. Esta expansión le asigna a Juno la tarea de convertirse en un explorador de todo el sistema joviano, Júpiter y sus anillos y lunas, con múltiples encuentros planeados para tres de las lunas galileanas más intrigantes de Júpiter: Ganímedes, Europa e Io.

“Desde su primera órbita en 2016, Juno ha entregado una revelación tras otra sobre el funcionamiento interno de este gigante gaseoso masivo”, dijo el investigador principal Scott Bolton. "Con la misión extendida, responderemos preguntas fundamentales que surgieron durante la misión principal de Juno mientras nos dirigíamos más allá del planeta para explorar el sistema de anillos de Júpiter y los satélites galileanos".

Propuesta en 2003 y lanzada en 2011, Juno llegó a Júpiter el 4 de julio de 2016. La misión principal se completará en julio de 2021. La misión ampliada incluye 42 órbitas adicionales, incluidos pasos cercanos de los ciclones del polo norte de Júpiter; sobrevuelos de Ganimedes, Europa e Io; así como la primera exploración extensa de los débiles anillos que rodean el planeta. "Al extender los objetivos científicos de este importante observatorio orbital, el equipo de Juno comenzará a abordar una amplia gama de ciencia históricamente requerida de los buques insignia", dijo Lori Glaze, directora de la división de ciencia planetaria en la sede de la NASA en Washington. "Esto representa un avance eficiente e innovador para la estrategia de exploración del sistema solar de la NASA".

El punto durante cada órbita donde Juno se acerca más al planeta se llama perijove (o PJ). En el transcurso de la misión, los perijoves de Juno han migrado hacia el norte, mejorando drásticamente la resolución en el hemisferio norte. El diseño de la misión extendida aprovecha la migración continua hacia el norte de estos perijoves, para agudizar su vista de los múltiples ciclones que rodean el polo norte al tiempo que incorpora sobrevuelos de anillos y las lunas galileanas.

"Los diseñadores de la misión han hecho un trabajo increíble al crear una misión extendida que conserva el recurso a bordo más valioso de la misión: el combustible", dijo Ed Hirst, gerente de proyectos de Juno en JPL. "La gravedad ayuda a los sobrevuelos de múltiples satélites a dirigir nuestra nave espacial a través del sistema joviano mientras brinda una gran cantidad de oportunidades científicas". “Los sobrevuelos de satélites también reducen el período orbital de Juno, lo que aumenta el número total de órbitas científicas que se pueden obtener".

Los encuentros de satélites comienzan con un sobrevuelo a baja altitud de Ganímedes el 7 de junio de 2021 (PJ34), que reduce el período orbital de aproximadamente 53 días a 43 días. Ese sobrevuelo establece un sobrevuelo cercano de Europa el 29 de septiembre de 2022 (PJ45), reduciendo el período orbital aún más a 38 días. Un par de sobrevuelos cercanos de Io, el 30 de diciembre de 2023 (PJ57) y el 3 de febrero de 2024 (PJ58), se combinan para reducir el período orbital a 33 días.

11 de diciembre de 2020, cuando el navío Juno de la NASA está en su 30º revolución (su 30º perijove) al planeta Júpiter, la nave ha estado recopilando datos sobre el interior del gigante gaseoso desde julio de 2016. Algunos de sus últimos hallazgos tocan "puntos calientes" en la atmósfera del planeta.

Hace veinticinco años, la NASA envió la primera sonda de la historia a orbitar la atmósfera del planeta más grande del Sistema Solar. Pero la información devuelta por la sonda Galileo durante su descenso a Júpiter provocó que se rascara la cabeza: la atmósfera en la que se estaba sumergiendo era mucho más densa y más caliente de lo que esperaban los científicos. Los nuevos datos de la nave espacial Juno sugieren que estos "puntos calientes" son mucho más amplios y profundos de lo previsto. Los hallazgos sobre los puntos calientes de Júpiter, junto con una actualización sobre los ciclones polares de Júpiter, fueron revelados hoy, durante una conferencia de prensa virtual de la Unión Geofísica Estadounidense.

"Los planetas gigantes tienen atmósferas profundas sin una base sólida o líquida como la Tierra", dijo Scott Bolton, investigador principal de Juno en el Southwest Research Institute en San Antonio. "Para comprender mejor lo que está sucediendo en las profundidades de uno de estos mundos, es necesario mirar debajo de la capa de nubes. Juno, que recientemente completó su 29ª pasada con capacidad científica de cerca de Júpiter, hace precisamente eso. Las observaciones de la nave espacial están arrojando luz sobre los viejos misterios y planteando nuevas preguntas, no solo sobre Júpiter, sino sobre todos los mundos gigantes gaseosos".

El último misterio de larga data que ha abordado Juno se deriva de 57 minutos y 36 segundos de datos que Galileo transmitió el 7 de diciembre de 1995. Cuando la sonda respondió por radio que sus alrededores estaban secos y ventosos, los científicos sorprendidos atribuyeron el hallazgo al hecho de que los 34 kilogramos de la sonda había descendido a la atmósfera dentro de uno de los puntos calientes relativamente raros de Júpiter: "desiertos" atmosféricos localizados que atraviesan la región ecuatorial norte del gigante gaseoso. Pero los resultados del instrumento de microondas de Juno indican que todo el cinturón ecuatorial del norte, una banda ancha, marrón y ciclónica que envuelve el planeta justo por encima del ecuador del gigante gaseoso, es generalmente una región muy seca.

La implicación es que los puntos calientes pueden no ser "desiertos" aislados, sino más bien ventanas a una vasta región en la atmósfera de Júpiter que puede ser más caliente y seca que otras áreas. Los datos de alta resolución de Juno muestran que estos puntos calientes jovianos están asociados con roturas en la capa de nubes del planeta, lo que permite vislumbrar la atmósfera profunda de Júpiter. También muestran que los puntos calientes, flanqueados por nubes y tormentas activas, están alimentando descargas eléctricas a gran altitud descubiertas recientemente por Juno y conocidas como "relámpagos poco profundos". Estas descargas, que ocurren en los tramos superiores fríos de la atmósfera de Júpiter cuando el amoníaco se mezcla con el agua, son una pieza de este rompecabezas.

"En lo alto de la atmósfera, donde se ven relámpagos poco profundos, el agua y el amoníaco se combinan y se vuelven invisibles para el instrumento de microondas de Juno. Aquí es donde se forma un tipo especial de granizo que llamamos 'bolas de hongo'", dijo Tristan Guillot, un miembro de Juno. co-investigador en la Université Côte d'Azur en Niza, Francia. "Estas bolas de hongo se vuelven pesadas y caen profundamente en la atmósfera, creando una gran región que está agotada tanto de amoníaco como de agua. Una vez que las bolas de hongo se derriten y se evaporan, el amoníaco y el agua vuelven a un estado gaseoso y son visibles para Juno nuevamente". En aproximadamente de 10 a 60 minutos (dependiendo de su tamaño), estas bolas de hongo alcanzan las capas más profundas de Júpiter, debajo de las nubes de agua, donde se derriten y evaporan rápidamente. Los modelos teóricos predicen que estos hongos podrían crecer hasta aproximadamente 10 centímetros de diámetro, pesar hasta 1 kilogramo y alcanzar velocidades de hasta 700 Km/h durante su descenso.

El año pasado, el equipo de Juno informó sobre los ciclones del polo sur. En ese momento, el instrumento Jovian Infrared Auroral Mapper de Juno capturó imágenes de un nuevo ciclón que parecía intentar unirse a los cinco ciclones establecidos que giran alrededor del ciclón central masivo en el polo sur. "Ese sexto ciclón, el bebé del grupo, parecía estar cambiando la configuración geométrica en el polo, de un pentágono a un hexágono", dijo Bolton. "Pero, por desgracia, el intento falló; el ciclón bebé fue expulsado, se alejó y finalmente desapareció".

En la actualidad, el equipo no tiene una teoría acordada sobre cómo se forman estos vórtices polares gigantes, o por qué algunos parecen estables mientras que otros nacen, crecen y luego mueren con relativa rapidez. Continúa el trabajo sobre modelos atmosféricos, pero en la actualidad ningún modelo parece explicarlo todo. La forma en que aparecen, evolucionan y se aceptan o rechazan las nuevas tormentas es clave para comprender los ciclones circumpolares, lo que podría ayudar a explicar cómo funcionan en general las atmósferas de estos planetas gigantes.

27 de octubre de 2020, los nuevos resultados de la misión Juno de la NASA en Júpiter sugieren que "duendes" o "elfos" podrían estar bailando en la atmósfera superior del planeta más grande del Sistema Solar. Es la primera vez que estos destellos de luz brillantes, impredecibles y extremadamente breves, conocidos formalmente como eventos luminosos transitorios, o TLE, se han observado en otro mundo.

Los científicos predijeron que estos destellos de luz brillantes y ultrarrápidos también deberían estar presentes en la inmensa atmósfera turbulenta de Júpiter, pero su existencia sigue siendo teórica. Luego, en el verano de 2019, los investigadores que trabajaron con datos del instrumento espectrógrafo ultravioleta (UVS) de Juno descubrieron algo inesperado: una franja brillante y estrecha de emisión ultravioleta que desapareció en un instante.

"UVS fue diseñado para caracterizar las hermosas luces del norte y del sur de Júpiter", dijo Giles, un científico de Juno y autor principal del artículo. "Pero descubrimos imágenes UVS que no solo mostraban la aurora joviana, sino también un destello brillante de luz ultravioleta en la esquina donde no se suponía que debía estar. Cuanto más lo miraba nuestro equipo, más nos dábamos cuenta de que Juno pudo haber detectado un TLE en Júpiter ".

Los sprites, que llevan el nombre de un personaje travieso e ingenioso del folclore inglés, son eventos luminosos transitorios desencadenados por descargas de rayos de tormentas eléctricas muy por debajo. En la Tierra, ocurren hasta 97 kilómetros por encima de tormentas eléctricas intensas y elevadas, e iluminan una región del cielo de decenas de kilómetros de ancho, pero duran solo unos pocos milisegundos (una fracción del tiempo que le lleva parpadear).

Casi parecidos a una medusa, los sprites presentan una mancha de luz central (en la Tierra, tiene de 24 a 48 kilómetros de ancho), con largos zarcillos que se extienden hacia el suelo y hacia arriba. Los elfos (abreviatura de Emisión de luz y perturbaciones de muy baja frecuencia debidas a fuentes de pulso electromagnético) aparecen como un disco plano que brilla en la atmósfera superior de la Tierra. Ellos también iluminan el cielo por simples milisegundos, pero pueden crecer más que los sprites, hasta 320 kilómetros de ancho en la Tierra. Sus colores también son distintivos. "En la Tierra, los duendes y los elfos aparecen de color rojizo debido a su interacción con el nitrógeno en la atmósfera superior", dijo Giles. "Pero en Júpiter, la atmósfera superior se compone principalmente de hidrógeno, por lo que es probable que parezcan azules o rosas".

La aparición de duendes y elfos en Júpiter fue predicha por varios estudios publicados anteriormente. Sincronizando con estas predicciones, los 11 eventos brillantes a gran escala que el instrumento UVS de Juno ha detectado ocurrieron en una región donde se sabe que se forman tormentas eléctricas. Los científicos de Juno también pudieron descartar que estos fueran simplemente mega-rayos porque se encontraron a unos 300 kilómetros por encima de la altitud donde se forma la mayoría de los rayos de Júpiter: su capa de nubes de agua. UVS registró que los espectros de los destellos brillantes estaban dominados por las emisiones de hidrógeno.

"Seguimos buscando más señales reveladoras de elfos y duendes cada vez que Juno hace un pase científico", dijo Giles. "Ahora que sabemos lo que estamos buscando, será más fácil encontrarlos en Júpiter y en otros planetas. Y comparar los duendes y elfos de Júpiter con los de la Tierra nos ayudará a comprender mejor la actividad eléctrica en las atmósferas planetarias".

13 de octubre de 2020, cuando la nave Juno está a punto de completar su 30º perijove en el mayor planeta de nuestro Sistema Solar, los ingenieros de la JPL han manifestado que la nave espacial Juno podría realizar los primeros sobrevuelos cercanos desde principios de la década de 2000, de tres de las lunas más grandes de Júpiter, incluida Europa, si la agencia espacial otorga una extensión a la misión.

"Salimos a descubrir un núcleo, ya sea que haya un núcleo compacto dentro de Júpiter o no", dijo Scott Bolton, investigador principal de Juno en el Southwest Research Institute. "Nos sorprendió porque es un núcleo grande y diluido".

La fase de misión primaria de cinco años de Juno finaliza en julio de 2021, y los gerentes de la misión han propuesto una extensión que continuaría operando hasta septiembre de 2025. Las órbitas adicionales de la nave alrededor de Júpiter acercarán a Juno a las lunas del planeta, lo que permitirá un conjunto más diversificado de estudios científicos. objetivos. "Una de las cosas interesantes de la misión (extensión) es que vamos a ir a visitar los satélites y los anillos", dijo Bolton el mes pasado en una reunión del Grupo Asesor de Planetas Exteriores de la NASA. “Realmente se convierte en un explorador de sistemas completo, no tan enfocado como la misión principal, por lo que alimenta potencialmente a una comunidad (científica) más diversa porque los geólogos satelitales, la gente del anillo, obtendrán datos que creo que son muy interesantes y único".

Los nueve instrumentos científicos de Juno incluyen un radiómetro de microondas para sondeos atmosféricos, espectrómetros ultravioleta e infrarrojo, detectores de partículas, un magnetómetro y un experimento de ondas de radio y plasma. El orbitador Júpiter también lleva una cámara a color conocida como JunoCam, que recopila datos de imágenes para su procesamiento y análisis por parte de un ejército de científicos ciudadanos de todo el mundo.

"Tenemos múltiples sobrevuelos de Io, Europa y Ganímedes", dijo Bolton.

10 de septiembre de 2020, cuando se ha tenido que producir el vigesimonoveno paso por el perijove de Júpiter, están llegando estudios gracias a los datos aportados por la nave Juno. El misterio de cómo los ciclones gigantes permanecen juntos en patrones geométricos alrededor de los polos de Júpiter ahora puede resolverse, pero han surgido nuevas preguntas sobre cómo se formaron estos grupos en primer lugar, encuentra un nuevo estudio.

"Nos sorprendió que los polos de Júpiter no fueran como los de otros planetas", dijo el autor principal del estudio, Cheng Li, científico planetario de la Universidad de California en Berkeley. "Nunca antes habíamos visto nada como estos grupos de ciclones organizados en patrones regulares". Cada tempestad gigantesca oscila entre 4.000 a 7.000 kilómetros de ancho, y rodean sus respectivos polos a distancias de 8.700 km) Estos ciclones y estos patrones han perdurado durante al menos cuatro años desde que Juno llegó a Júpiter. Era un misterio para los científicos cómo estos grupos se mantenían estables. En la Tierra, los ciclones se desplazan hacia los polos pero se disipan sobre la tierra y el agua fría, dijo Li. Por el contrario, Júpiter no tiene tierra ni océanos, lo que plantea la pregunta de por qué los ciclones no se limitaron a desplazarse hacia los polos y fusionarse. (Por ejemplo, Saturno tiene un solo ciclón en cada uno de sus polos).

"Todas las teorías anteriores predijeron que las regiones polares de planetas gigantes deberían estar dominadas por grandes ciclones sobre sus polos, como lo que se está observando en Saturno, o permanecer caóticas", dijo Li, quien está asumiendo una nueva posición en la Universidad de Michigan en Ann Arbor. . "Lo que vemos en Júpiter significa que esas teorías anteriores están equivocadas y necesitamos algo nuevo". Para arrojar luz sobre los ciclones de Júpiter, Li y sus colegas desarrollaron modelos informáticos basados en lo que Juno reveló sobre los tamaños y velocidades de las tormentas. Se centraron en qué factores podrían mantener estables estos patrones geométricos a lo largo del tiempo sin fusionarse.

Los investigadores encontraron que la estabilidad de estos patrones depende en parte de la profundidad de los ciclones en la atmósfera de Júpiter, pero principalmente de los anillos anticiclónicos alrededor de cada ciclón, es decir, un anillo de viento girando en la dirección opuesta a la que gira cada ciclón. la escasa protección de los anillos anticiclónicos provocó la fusión de los ciclones; demasiado blindaje podría separar a los ciclones entre sí.

Hay muchos misterios sin resolver con respecto a estos grupos de ciclones. Por ejemplo, se desconoce por qué los vórtices de Júpiter ocupan este feliz punto medio entre demasiado y muy poco blindaje. "En este momento no tenemos idea de qué los hace sentarse en este punto óptimo", dijo Li. Los científicos ahora están investigando cómo podrían haberse formado estos ciclones en primer lugar. Una posibilidad es que se formaron cerca de los polos, donde se encuentran actualmente. El otro, "que creemos que es más probable, es que se formaron en otro lugar y luego migraron a los polos", dijo Li. Una vez que los investigadores generen modelos informáticos basados en datos de Juno para ver cuál de estos escenarios de formación es más probable, pueden comenzar a ver cómo estos ciclones se organizan en estos patrones estables.

Esta puede resultar una pregunta más difícil de responder, "porque implica un modelado 3D detallado de cómo se generan estos vórtices, y hay muchos parámetros sobre estos vórtices que no conocemos, como su estructura vertical", dijo Li. . "Pero podemos probar diferentes escenarios para ver qué estructuras verticales podrían generar los perfiles de velocidad del viento que hemos observado con estos ciclones y avanzar desde allí".

En otro orden de temas, la misión Juno está buscando una extensión a largo plazo que le permita a la nave realizar nuevos estudios del planeta y algunas de sus lunas más grandes. Juno, parte de la clase New Frontiers de naves espaciales de ciencia planetaria de tamaño mediano, está finalizando una propuesta para una misión extendida que mantendría la nave espacial en funcionamiento hasta septiembre de 2025, dijo Scott Bolton, investigador principal de Juno, en una reunión del 2 de septiembre de el Grupo de Evaluación de Planetas Exteriores.

Los científicos planean aprovechar el cambio gradual de la órbita de la nave alrededor de Júpiter. Juno se encuentra en una órbita elíptica con un período de 53 días cuyo punto más cercano, o perijove, a Júpiter estaba inicialmente alrededor del ecuador del planeta. Ese perijove se ha ido desplazando gradualmente hacia el norte, y al final de la misión principal estará en una latitud de 28º N. Esa migración continuará a lo largo de la misión extendida, llegando a 63ºN

La órbita cambiante de Juno también recorrerá las órbitas de tres de las lunas más grandes de Júpiter: Ganímedes, Europa e Io. “Los satélites se nos ponen a la vista y permiten sobrevuelos cercanos”, dijo Bolton. Esos sobrevuelos en la propuesta actual incluyen un paso a 1.000 kilómetros de Ganímedes a mediados de 2021 y otro a solo 320 kilómetros de Europa a finales de 2022.

La nave espacial utilizará sus instrumentos para estudiar las lunas. Europa es de particular interés porque la luna helada probablemente tiene un océano subsuperficial de agua líquida y puede ser habitable. Bolton dijo que los sobrevuelos de Juno pueden ayudar a medir el grosor de la capa de hielo exterior de Europa y también a buscar columnas de material helado emitidas desde la superficie. Bolton dijo que otro aspecto de la órbita cambiante serán las observaciones de los tenues anillos de Júpiter. "Ha habido muy pocas imágenes y ciencia de los anillos de Júpiter", dijo. Eso incluirá caracterizar cómo se aglutina el material de los anillos.

6 de agosto de 2020, los nuevos resultados de la misión Juno de la NASA en Júpiter sugieren que el planeta más grande de nuestro sistema solar es el hogar de lo que se llama "relámpagos superficiales". Una forma inesperada de descarga eléctrica, los relámpagos poco profundos se originan en nubes que contienen una solución de amoníaco y agua, mientras que los relámpagos en la Tierra se originan en nubes de agua.

Otros nuevos hallazgos sugieren que las violentas tormentas eléctricas por las que se conoce al gigante gaseoso pueden formar granizos fangosos ricos en amoníaco que el equipo científico de Juno llama "bolas de hongo"; Teorizan que las bolas de hongo esencialmente secuestran el amoníaco y el agua en la atmósfera superior y los llevan a las profundidades de la atmósfera de Júpiter.

Desde que la misión Voyager de la NASA vio por primera vez los relámpagos jovianos en 1979, se ha pensado que los rayos del planeta son similares a los de la Tierra, y ocurren solo en tormentas eléctricas donde el agua existe en todas sus fases: hielo, líquido y gas. En Júpiter, esto colocaría las tormentas alrededor de 45 a 65 kilómetros por debajo de las nubes visibles, con temperaturas que rondan los 0ºC, la temperatura a la que el agua se congela. La Voyager, y todas las demás misiones al gigante gaseoso antes de Juno, vieron relámpagos como puntos brillantes en las cimas de las nubes de Júpiter, lo que sugiere que los destellos se originaron en nubes de aguas profundas. Pero los relámpagos observados en el lado oscuro de Júpiter por la Unidad de Referencia Estelar de Juno cuentan una historia diferente.

"Los sobrevuelos cercanos de Juno a las cimas de las nubes nos permitieron ver algo sorprendente, destellos más pequeños y menos profundos, que se originan en altitudes mucho más altas en la atmósfera de Júpiter de lo que se suponía posible", dijo Heidi Becker, líder de Investigación de Monitoreo de Radiación de Juno en la JPL. Becker y su equipo sugieren que las poderosas tormentas eléctricas de Júpiter arrojan cristales de agua y hielo a lo alto de la atmósfera del planeta, a más de 25 kilómetros por encima de las nubes de agua de Júpiter, donde encuentran vapor de amoníaco atmosférico que derrite el hielo, formando una nueva agua de amoníaco. solución. A una altitud tan elevada, las temperaturas están por debajo de -88ºC, demasiado frío para que exista agua líquida pura.

"A estas altitudes, el amoníaco actúa como un anticongelante, bajando el punto de fusión del hielo de agua y permitiendo la formación de una nube con amoníaco-agua líquida", dijo Becker. "En este nuevo estado, las gotas que caen de amoníaco-agua líquida pueden chocar con los cristales de agua-hielo ascendentes y electrificar las nubes. Esto fue una gran sorpresa, ya que las nubes de amoníaco-agua no existen en la Tierra". Los rayos superficiales influyen en otro acertijo sobre el funcionamiento interno de la atmósfera de Júpiter: el instrumento Radiómetro de Microondas de Juno descubrió que el amoníaco estaba agotado, es decir, faltaba, en la mayor parte de la atmósfera de Júpiter. Aún más desconcertante fue que la cantidad de amoníaco cambia a medida que uno se mueve dentro de la atmósfera de Júpiter.

"Anteriormente, los científicos se dieron cuenta de que faltaban pequeñas bolsas de amoníaco, pero nadie se dio cuenta de cuán profundas eran estas bolsas o que cubrían la mayor parte de Júpiter", dijo Scott Bolton, investigador principal de Juno en el Southwest Research Institute en San Antonio. "Estábamos luchando por explicar el agotamiento del amoníaco con la lluvia de amoníaco y agua solamente, pero la lluvia no podía llegar a la profundidad suficiente para coincidir con las observaciones. Me di cuenta de que un sólido, como un granizo, podría profundizar y absorber más amoníaco. Cuando Heidi descubrimos un rayo poco profundo, nos dimos cuenta de que teníamos evidencia de que el amoníaco se mezcla con el agua en lo alto de la atmósfera y, por lo tanto, el rayo era una pieza clave del rompecabezas".

Un segundo artículo, publicado visualiza la extraña infusión de 2/3 de agua y 1/3 de gas amoníaco que se convierte en la semilla de las piedras de granizo jovianas, conocidas como hongos. Las bolas de hongo, que constan de capas de agua-amoníaco y hielo cubiertas por una corteza de agua-hielo más gruesa, se generan de manera similar a como ocurre con el granizo en la Tierra, aumentando de tamaño a medida que se mueven hacia arriba y hacia abajo a través de la atmósfera. "Eventualmente, las bolas de hongo se vuelven tan grandes que incluso las corrientes ascendentes no pueden contenerlas, y caen más profundamente en la atmósfera, encontrando temperaturas aún más cálidas, donde eventualmente se evaporan por completo", dijo Tristan Guillot, un co-investigador de Juno de la Universidad. Côte d'Azur en Niza, Francia, y autor principal del segundo artículo. "Su acción arrastra el amoníaco y el agua a niveles profundos en la atmósfera del planeta. Eso explica por qué no vemos mucho en estos lugares con el radiómetro de microondas de Juno".

"La combinación de estos dos resultados fue fundamental para resolver el misterio del amoníaco perdido de Júpiter", dijo Bolton. "Al final resultó que, el amoníaco en realidad no falta; simplemente se transporta hacia abajo mientras está disfrazado, después de haberse disimulado mezclándose con agua. La solución es muy simple y elegante con esta teoría: cuando el agua y el amoníaco están en un en estado líquido, son invisibles para nosotros hasta que alcanzan una profundidad en la que se evaporan, y eso es bastante profundo".

23 de julio de 2020, cuando el pasado día 20 se ha producido el perijove número 28, los ingenieros y científicos de la nave Juno han publicado un trabajo realizado hace unos meses. En su camino de entrada para un sobrevuelo de Júpiter el 26 de diciembre de 2019, la nave espacial Juno voló cerca del polo norte del noveno objeto más grande del Sistema Solar, la luna Ganímedes. Las imágenes infrarrojas recopiladas por el instrumento Jovian Infrared Auroral Mapper (JIRAM) de la nave espacial proporcionan el primer mapeo infrarrojo de la frontera norte de la enorme luna.

La única luna en el Sistema Solar que es más grande que el planeta Mercurio, Ganímedes se compone principalmente de hielo de agua. Su composición contiene pistas fundamentales para comprender la evolución de las 79 lunas jovianas desde el momento de su formación hasta la actualidad. Ganímedes es también la única luna en el Sistema Solar con su propio campo magnético. En la Tierra, el campo magnético proporciona una vía para que el plasma (partículas cargadas del Sol) ingrese a nuestra atmósfera y cree una aurora. Como Ganímedes no tiene atmósfera que impida su progreso, la superficie de sus polos está siendo constantemente bombardeada por plasma de la gigantesca magnetosfera de Júpiter. El bombardeo tiene un efecto espectacular en el hielo de Ganímedes.

"Los datos de JIRAM muestran que el hielo en y alrededor del polo norte de Ganímedes ha sido modificado por la precipitación de plasma", dijo Alessandro Mura, un co-investigador de Juno en el Instituto Nacional de Astrofísica en Roma. "Es un fenómeno del que hemos podido aprender por primera vez con Juno porque podemos ver el polo norte en su totalidad".

El hielo cerca de ambos polos de la luna es amorfo. Esto se debe a que las partículas cargadas siguen las líneas del campo magnético de la luna a los polos, donde impactan, causando estragos en el hielo allí, evitando que tenga una estructura ordenada (o cristalina). De hecho, las moléculas de agua congelada detectadas en ambos polos no tienen un orden apreciable para su disposición, y el hielo amorfo tiene una firma infrarroja diferente que el hielo cristalino encontrado en el ecuador de Ganímedes.

JIRAM fue diseñado para capturar la luz infrarroja que emerge desde el interior de Júpiter, probando la capa meteorológica hasta 50 a 70 kilómetros debajo de las nubes de Júpiter. Pero el instrumento también se puede usar para estudiar las lunas Io, Europa, Ganímedes y Calisto (también conocidas colectivamente como las lunas galileanas para su descubridor, Galileo). Sabiendo que la cima de Ganímedes estaría a la vista de Juno el 26 de diciembre de 2019 durante el sobrevuelo de Júpiter, el equipo de la misión programó la nave espacial para que girara y que instrumentos como JIRAM pudieran ver la superficie de Ganímedes. En el momento que rodeaba su aproximación más cercana a Ganímedes, a unos 100,000 kilómetros, JIRAM recolectó 300 imágenes infrarrojas de la superficie, con una resolución espacial de 23 kilómetros por píxel.

Los secretos de la luna más grande de Júpiter revelados por Juno y JIRAM beneficiarán la próxima misión al mundo helado. La misión JUpiter ICy Moons Explorer de la ESA (Agencia Espacial Europea) está programada para comenzar una exploración de 3 1/2 años de la magnetosfera gigante de Júpiter, su atmósfera turbulenta y sus lunas heladas Ganímedes, Calisto y Europa a partir de 2030. La NASA está proporcionando un Instrumento de espectrógrafo ultravioleta, junto con también subsistemas y componentes para dos instrumentos adicionales: el Particle Environment Package y el experimento Radar for Icy Moon Exploration.

8 de julio de 2020, esta imagen de la nave espacial Juno captura varias tormentas en el hemisferio sur de Júpiter. Algunas de estas tormentas, incluida la Gran Mancha Roja en la esquina superior izquierda, han estado agitándose en la atmósfera del planeta durante muchos años, pero cuando Juno obtuvo esta visión de Júpiter, la característica más pequeña y de forma ovalada en el centro de la imagen era completamente nueva.

La nueva característica fue descubierta por el astrónomo amateur Clyde Foster de Centurión, Sudáfrica. Temprano en la mañana del 31 de mayo de 2020, mientras tomaba imágenes de Júpiter con su telescopio, Foster notó un nuevo punto, que parecía brillante como se ve a través de un filtro sensible a las longitudes de onda de la luz, donde el gas metano en la atmósfera de Júpiter tiene una fuerte absorción. El lugar no era visible en las imágenes capturadas solo unas horas antes por los astrónomos en Australia.

El 2 de junio de 2020, solo dos días después de las observaciones de Clyde Foster, Juno realizó su sobrevuelo número 27 de Júpiter. La nave espacial solo puede representar una porción relativamente delgada de las nubes de Júpiter durante cada pasada. Aunque Juno no viajaría directamente sobre el brote, la pista estaba lo suficientemente cerca como para que el equipo de la misión determinara que la nave espacial obtendría una vista detallada de la nueva característica, que se ha denominado informalmente "Clyde’s Spot".

La característica es un penacho de material de nubes en erupción sobre las capas de nubes superiores de la atmósfera joviana. Estos poderosos "brotes" convectivos estallan ocasionalmente en esta banda de latitud, conocida como el cinturón templado del sur (JunoCam observó otro brote en esta latitud el 7 de febrero de 2018). La imagen en blanco y negro muestra a Júpiter capturado por el telescopio de Foster, y la trayectoria aproximada de la nave espacial Juno al acercarse al planeta, viajando de norte a sur.

Otro científico amateur, Kevin M. Gill, creó la primera imagen utilizando datos del instrumento JunoCam de Juno. Esta vista es una proyección de mapa que combina cinco imágenes de JunoCam tomadas el 2 de junio de 2020. En el momento en que se tomaron las imágenes, Juno estaba entre 45,000 kilómetros y 95,000 kilómetros desde las cimas de las nubes del planeta en latitudes de aproximadamente 48º y 67º sur.

28 de junio de 2020, la nave espacial Juno efectuó su 27º perijove el pasado 2 de junio, pero los datos acumulados en las mesas de los científicos vienen de hace tiempo, por lo tanto poco a poco se van obteniendo nuevas teorías sobre la capa nubosa de Júpiter.

El telescopio espacial Hubble de la NASA y el Observatorio Gemini con base en tierra en Hawaii se han asociado con la nave espacial Juno para investigar las tormentas más poderosas del sistema solar, que tienen lugar a más de 500 millones de millas de distancia en el planeta gigante Júpiter. Un equipo de investigadores dirigido por Michael Wong en la Universidad de California, Berkeley, y que incluyen a Amy Simon del Centro Goddard de Vuelos Espaciales de la NASA en Greenbelt, Maryland, e Imke de Pater también de UC Berkeley, están combinando observaciones de longitud de onda múltiple de Hubble y Gemini con un acercamiento vistas desde la órbita de Juno sobre el planeta monstruo, obteniendo nuevos conocimientos sobre el clima turbulento en este mundo distante.

Cada 53 días, Juno corre bajo sobre los sistemas de tormentas detectando señales de radio conocidas como "sferics" y "whistlers", que luego pueden usarse para mapear los rayos incluso en el lado del día del planeta o desde nubes profundas donde los destellos no son visibles de otra manera. Coincidiendo con cada pase, Hubble y Gemini observan desde lejos, capturando vistas globales de alta resolución del planeta que son clave para interpretar las observaciones de primer plano de Juno. El radiómetro de microondas de Juno sondea profundamente en la atmósfera del planeta al detectar ondas de radio de alta frecuencia que pueden penetrar a través de las gruesas capas de nubes. Los datos de Hubble y Gemini pueden decir qué tan gruesas son las nubes y qué tan profundo estamos viendo dentro de las nubes.

Al mapear los relámpagos detectados por Juno en imágenes ópticas capturadas del planeta por el Hubble y las imágenes infrarrojas térmicas capturadas al mismo tiempo por Gemini, el equipo de investigación ha podido demostrar que los brotes de rayos están asociados con una combinación tripartita de estructuras de nubes : nubes profundas hechas de agua, grandes torres convectivas causadas por la afluencia de aire húmedo, esencialmente nubes de tormenta jovianas, y regiones despejadas presumiblemente causadas por la afluencia de aire más seco fuera de las torres convectivas. Los datos del Hubble muestran la altura de las gruesas nubes en las torres convectivas, así como la profundidad de las nubes de aguas profundas. Los datos de Gemini revelan claramente los claros en las nubes de alto nivel donde es posible echar un vistazo a las nubes de aguas profundas.

Se piensa que los rayos son comunes en un tipo de área turbulenta conocida como regiones filamentosas plegadas, lo que sugiere que se está produciendo convección húmeda en ellas. Los vórtices ciclónicos podrían ser chimeneas de energía interna, ayudando a liberar energía interna a través de la convección, no sucede en todas partes, pero algo acerca de estos ciclones parece facilitar la convección.

Las imágenes de Juno, así como las misiones anteriores a Júpiter revelaron características oscuras dentro de la Gran Mancha Roja que aparecen, desaparecen y cambian de forma con el tiempo. En las imágenes individuales no estaba claro si estos son causadas por algún material misterioso de color oscuro dentro de la capa de nubes altas, o si en cambio son agujeros en las nubes altas, ventanas en una capa más profunda y oscura debajo. Ahora, con la capacidad de comparar imágenes de luz visible del Hubble con imágenes infrarrojas térmicas de Gemini capturadas con pocas horas de diferencia, es posible responder la pregunta. Las regiones que son oscuras en luz visible son muy brillantes en infrarrojo, lo que indica que, de hecho, son agujeros en la capa de nubes. En las regiones libres de nubes, el calor del interior de Júpiter que se emite en forma de luz infrarroja, bloqueada por nubes de alto nivel, es libre de escapar al espacio y, por lo tanto, aparece brillante en las imágenes de Géminis.

Las imágenes regulares de Júpiter por Hubble y Gemini en apoyo de la misión Juno también están demostrando ser valiosas en los estudios de muchos otros fenómenos climáticos, incluidos los cambios en los patrones del viento, las características de las ondas atmosféricas y la circulación de varios gases en la atmósfera.

21 de mayo de 2020, esta imagen en color mejorada de la nave espacial Juno de la NASA captura las impresionantes bandas de nubes de las latitudes del sur de Júpiter. Júpiter no solo es el planeta más grande del Sistema Solar, sino que también gira a la velocidad más rápida, completando un día completo en solo 10 horas. Este giro rápido crea fuertes corrientes de chorro, separando las nubes de Júpiter en zonas brillantes y cinturones oscuros que envuelven el planeta.

El científico amateur David Marriott creó esta imagen con datos del instrumento JunoCam. La imagen original fue tomada el 10 de abril de 2020, cuando la nave espacial Juno realizó su 26º sobrevuelo cercano del planeta. En el momento en que se tomó la imagen, Juno estaba a unos 64,000 kilómetros de la cima de las nubes del planeta a una latitud de aproximadamente 58º sur.

JUNO, JÚPITER A TRAVÉS DE LAS NUBES (DESARROLLO DE LA MISION)