Jupiters magnetfelt varierer meget, viser ny forskning i Nature baseret på Juno-missionen. (Illustration: Nature/NASA/DTU Space)

NASA og DTU gør stor opdagelse på Jupiter

onsdag 05 sep 18

Kontakt

John Leif Jørgensen
Professor og Afdelingsleder for Måling og Instrumentering
DTU Space
45 25 34 48

Kontakt

José M.G. Merayo
Professor
DTU Space
45 25 34 52

DTU og Juno-missionen

Juno blev opsendt 5. august 2011 fra Cape Canaveral i Florida og nåede i kredsløb om Jupiter 4. juli 2016 efter at have tilbagelagt knap tre milliarder kilometer for at nå derud.

DTU Space har blandt andet leveret de stjernekameraer, Juno anvender til at navigere efter, og hvis dataprogrammer kan vedligeholdes fra Jorden. DTU Space forsker også i de data, der hentes med missionen sammen med bl.a. Harvard University, Caltech og NASA 

Missionen skal primært finde svar på, hvordan Jupiter er dannet og har udviklet sig ved at undersøge:

  • Dens magnetfelt og gravitationsfelt for at afdække dens indre struktur
  • Magnetosfæren omkring dens poler for at få viden om, hvordan planetens magnetfelt påvirker dens atmosfære
  • Hvor meget vand der er i dens atmosfære, hvilket kan give ny viden om planeters dannelse

 

Få Juno-missionen fortalt på to minutter på Youtube

 

Se den nye artikel i Nature, 6. september 2018 

Den dynamo, der danner magnetfeltet omkring Jupiter, er langt kraftigere og fungerer mere ujævnt, end hvad der er observeret på solsystemets andre planeter. Det viser ny forskning fra Juno-missionen offentliggjort i Nature med deltagelse af DTU Space.

Solsystemets største planet, Jupiter, bliver ved med at overraske forskerne. I fjor kunne de konstatere, at dens magnetfelt er markant anderledes, end man hidtil havde antaget. Og nu viser det sig, at den dynamo, der så at sige driver værket, ikke ligner noget, man kender fra solsystemets andre planeter. Dynamoen i planetens indre, der genererer magnetfeltet rundt om den, er både kraftigere og mere ujævn i styrke og fordeling.  

Opdagelserne er baseret på målinger fra NASA’s ubemandede Juno-fartøj, der siden 2016 har kredset om den store gasplanet med udstyr fra DTU Space ombord for at kortlægge planeten i hidtil uset detaljeringsgrad. Den nye viden er netop offentliggjort i det videnskabelige tidsskrift Nature.

”Det er et ekstremt anderledes billede end forventet, vi får frem af Jupiter i de her år. Det er både meget spændende og ret overraskende. Hvad angår dynamoen, som driver magnetfeltet, så ligner den intet, vi kender til fra andre planeter, der er undersøgt, inklusive Jorden. Faktisk minder systemet mere om det, der formentlig driver Solens magnetfelt,” siger professor og afdelingsleder John Leif Jørgensen fra DTU Space, der er ansvarlig for den del af missionen, DTU deltager i. 

Han og DTU-kollegaen professor José Merayo er medforfattere til den nye Nature-artikel, hvor forskere fra Harvard University og NASA er hovedforfattere.

Det viser sig også, at Jupiter har et næsten normalt magnetfelt på den sydlige halvdel, men at den har en ekstra og meget stærkere sydpol ved ækvator, altså på siden af planeten. Nordpolen mangler derimod næsten helt og er fordelt i et skråt bånd henover planetens nordlige halvkugle.

Ledende materialer får dynamoen til at variere 

Forskerne mener, at den kraftige og ujævnt fordelte dynamo kan skyldes, at dynamoen er dækket af et tyndflydende lag af stærkt ledende materialer, og at der formentlig optræder pludselige ændringer i lagets ledningsevne. Selve dynamoen findes dybt nede i Jupiter – 0,5-0,7 RJ nede, målt i Jupiter-radier, 71.492 km, altså 11 gange større end jordens - og får sin energi fra konvektionen i denne dybde.

Feltet fra denne dybe dynamo, mener forskerne, er dipollignende, som det er tilfældet på Jorden - altså et felt, der ligner det, man får fra en stangmagnet. Men de tyndtflydende, overliggende lag omfordeler dette felt dramatisk, og giver det magnetfelt omkring Jupiter, som måles med Juno-missionen.

”Mekanismen bag dynamoen er overraskende. Alle andre planeter, der er undersøgt, har stort set har vist sig at have en dynamo mage til Jordens,” siger John Leif Jørgensen.

Hver tur rundt om Jupiter afdækker nye fænomener

Junos bane er specielt designet til at afdække magnetfeltets hemmeligheder på Jupiter.

"Det er et ekstremt anderledes billede end forventet, vi får frem af Jupiter i de her år. Det er både meget spændende og ret overraskende"
John Leif Jørgensen, professor på DTU Space

Det er blandt andet opnået ved at placere fartøjet i en meget elliptisk bane, hvor rumfartøjet dels bevæger sig tæt over planetens skytoppe, når den er tættest på, og desuden kommer langt udenfor planetens ioniserende strålingsbælter, når den er længst væk. På den måde kan der indhentes data tæt på planeten, uden at det anvendte udstyr på Juno ødelægges af stråling i området.

Allerede de første passager af Jupiter afslørede et magnetfelt, der er dobbelt så kraftigt som hidtil antaget. De nye opdagelser, som beskrives i Nature, er baseret på Junos første otte omløb omkring Jupiter. Hver tur tager 53 dage, og denne uge afsluttes det 15. omløb.

”Efter hver ny passage er magnetfeltet blevet udstyret med nye overraskende fænomener,” fortæller John Leif Jørgensen.

”Efterhånden, som vi får data fra flere omløb, bliver nettet, som Junos bane lægger om Jupiter, mere og mere finmasket. Så der vil helt sikkert komme flere spændende resultater fra missionen i fremtiden.” 

Helt generelt kan en bedre indsigt i dynamoens struktur på Jupiter få stor betydning for forståelsen af, hvordan Solens magnetfelt dannes. Jupiter er nemlig tæt på at være skabt på som en sol.

”Jupiter er dog lidt for lille til at tænde og brænde på samme måde som solen” fortæller John Leif Jørgensen.

”Vi kan komme tæt på Jupiters skytoppe. Men på grund af Solens varme kan vi ikke komme tæt nok på dér til at få detaljerede målinger, så dens magnetfelt er meget vanskeligt at studere i detaljer. Men det er vigtigt at forstå, for det er netop Solens magnetfelt, der skaber det rumvejr, som har så stor betydning for klimaet her på Jorden”.

Illustrationen øverst i artiklen viser et kort over Jupiter med angivelse af poler og et meget specielt magnetfelt. 
Øverst: Det gul/røde område er nordpolen, der ligger som et bånd henover den nordlige del af planeten. Midten t.h.: Det blå/grønne område er Jupiters ’ekstra’ sydpol. Nederst ses et lille grønt område, som er den ’normale’ sydpol. (Illustration: Nature/NASA/DTU Space)

Nyheder og filtrering

Få besked om fremtidige nyheder, der matcher din filtrering.