NASA’s Juno-missie detecteert organische stoffen op de gigantische maan Ganymede van Jupiter

Gegevens verzameld door NASAJuno’s missie suggereert dat het zoute verleden mogelijk aan de oppervlakte komt JupiterDe grootste maan.

NASA’s Juno-missie ontdekte minerale zouten en organische verbindingen op het oppervlak van Jupiters maan Ganymede. Gegevens voor deze ontdekking werden verzameld door de Jovian InfraRed Auroral Mapper (JIRAM) spectrometer aan boord van het ruimtevaartuig tijdens een vlucht langs de ijzige maan. De resultaten, die wetenschappers zouden kunnen helpen de oorsprong van Ganymede en de samenstelling van zijn diepe oceanen beter te begrijpen, werden op 30 oktober in het tijdschrift gepubliceerd. Natuur astronomie.

Ganymedes, groter dan de planeet Mercurius, is de grootste manen van Jupiter en is lange tijd van groot belang geweest voor wetenschappers vanwege de enorme binnenoceaan van water verborgen onder de ijskoude korst. Eerdere spectroscopische waarnemingen door NASA’s Galileo-ruimtevaartuig, de Hubble-ruimtetelescoop en de Very Large Telescope van het European Southern Observatory hebben de aanwezigheid van zouten en organische materialen aangetoond, maar de ruimtelijke resolutie van die waarnemingen was te laag om vast te stellen.

Op 7 juni 2021 kwam NASA’s Juno-ruimtevaartuig dichter bij Jupiters met ijs bedekte maan Ganymede dan enig ruimtevaartuig in meer dan twintig jaar. Minder dan een dag later maakte Juno zijn 34ste scheervlucht langs Jupiter. Deze animatie biedt een ‘ruimtevaartuigkapitein’-weergave van elke vlucht. Voor beide werelden werden JunoCam-beelden orthografisch geprojecteerd op een digitale bol en gebruikt om vluchtanimaties te maken. Er zijn kunstmatige frames toegevoegd om benaderings- en vertrekbeelden van zowel Ganymede als Jupiter te bieden. Krediet: NASA/Laboratorium voor straalaandrijving-California Institute of Technology/SwRI/MSSS

Juno’s nauwe benadering en de resultaten ervan

Op 7 juni 2021 vloog Juno over Ganymede (zie video hierboven) op een hoogte van minstens 650 mijl (1.046 kilometer). Kort na het tijdstip van de dichtste nadering maakte het JIRAM-instrument infraroodbeelden en infraroodspectra (in wezen chemische vingerafdrukken van materialen, gebaseerd op de manier waarop ze licht reflecteren) van het oppervlak van de maan. JIRAM, gebouwd door de Italiaanse ruimtevaartorganisatie Agenzia Spaziale Italiana, is ontworpen om infrarood licht (onzichtbaar voor het blote oog) op te vangen dat diep uit Jupiter komt, om de weerlaag te onderzoeken tot een diepte van 30 tot 45 mijl (50 tot 70 mijl). kilometer) hieronder. Gasreuzenwolken. Maar het instrument is ook gebruikt om inzicht te geven in de topografie van de manen Io, Europa, Ganymede en Callisto (gezamenlijk bekend als Satelliet). Manen van Galilea Voor hun ontdekker Galileo).

Deze blik op het complexe oppervlak van Jupiters maan Ganymedes kwam van NASA’s Juno-missie tijdens een korte passage in juni 2021. Bij zijn dichtste nadering bereikte het ruimtevaartuig slechts 1046 kilometer van het oppervlak van Ganymedes. Beeldbron: NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS, beeldverwerking door Thomas Thomopoulos

JIRAM-gegevens voor Ganymede, verkregen tijdens de vlucht, bereikten een ongekende ruimtelijke resolutie voor infraroodspectroscopie: beter dan 1 km per pixel. Met behulp hiervan konden Juno-wetenschappers unieke spectrale kenmerken van niet-waterijsmaterialen detecteren en analyseren, waaronder waterig natriumchloride, ammoniumchloride, natriumbicarbonaat en mogelijk alifatische aldehyden.

“De aanwezigheid van ammoniakzouten suggereert dat Ganymede mogelijk materiaal heeft verzameld dat koud genoeg is om ammoniak te laten condenseren tijdens de vorming ervan”, zegt Federico Tosi, mede-onderzoeker van de Juno-missie van het Italiaanse Nationale Instituut voor Astrofysica in Rome en hoofdauteur van het onderzoek. “De carbonaatzouten kunnen de overblijfselen zijn van koolstofdioxiderijk ijs.”

Verwerkte gegevens van de Jovian InfraRed Auroral Mapper (JIRAM) spectrometer aan boord van NASA’s Juno-missie worden over een mozaïek van optische beelden van de Galileo- en Voyager-ruimtevaartuigen van het agentschap heen gelegd die het gegroefde terrein op Jupiters maan Ganymede tonen. Afbeelding tegoed: NASA/JPL-Caltech/SwRI/ASI/INAF/JIRAM/Brown University

Ontdek andere Joviaanse werelden

Eerdere modellen van het magnetische veld van Ganymedes hebben vastgesteld dat het equatoriale gebied van de maan, tot ongeveer 40 graden noorderbreedte, beschermd is tegen energetische elektronen- en zware ionenbombardementen veroorzaakt door Het helse magnetische veld van Jupiter. Het is bekend dat de aanwezigheid van deze deeltjesstromen een negatieve invloed heeft op zouten en organisch materiaal.

Tijdens de vlucht van juni 2021 besloeg JIRAM een smal bereik van breedtegraden (10°N tot 30°N) en een groter bereik van lengtegraden (35°O tot 40°O) op het naar Jupiter gerichte halfrond.

“We vonden de grootste overvloed aan zouten en organische materialen in Donker en helder terrein “Op breedtegraden waar het magnetische veld beschermt”, zegt hoofdonderzoeker Scott Bolton van de Juno-missie van het Southwest Research Institute in San Antonio. “Dit suggereert dat we de overblijfselen zien van een diepe oceaanpekel die de oppervlakte van deze bevroren wereld heeft bereikt.”

Deze afbeelding van Jupiters maan Europa werd op 16 oktober 2021 gemaakt door de JunoCam-camera aan boord van NASA’s Juno-ruimtevaartuig, vanaf een afstand van ongeveer 51.000 mijl (82.000 kilometer). Beeldbron: Beeldgegevens: NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS. Beeldverwerking: Andrea Luck CC BY

Ganymedes is niet de enige ondergrondse wereld waar Juno doorheen ging. De maan Europa, waarvan men denkt dat deze een oceaan onder zijn ijskoude korst heeft, kwam ook onder de aandacht van Juno, eerst in oktober 2021 (zie afbeelding hierboven) en vervolgens in september 2022. En nu krijgt Io de flyby-behandeling. De volgende nadering van deze met vulkanen gevulde wereld is gepland voor 30 december, wanneer het ruimtevaartuig een bereik zal bereiken van binnen 932 mijl (1.500 kilometer) van het oppervlak van Io.

Referentie: “Zouten en organische stoffen op het oppervlak van Ganymede gecontroleerd door de JIRAM-spectrometer aan boord van Juno” door Federico Tosi, Alessandro Mora, Alessandra Cofano, Francesca Zambon, Christopher R. Glenn, Mauro Ciarniello, Jonathan I. Lunin, Giuseppe Piccione, Cristina Bellacci, Roberto Sordini, Alberto Adriani, Scott J. Bolton, Candace J. Hansen, Tom A. Nordheim, Alessandro Moirano, Livio Agostini, Francesca Altieri, Sean M. Brooks, Andrea Cicchetti, Bianca Maria Dinelli, Davide Grassi, Alessandra Migliorini, Maria Luisa Morricone, Raffaella Nochesi, Pietro Scarica, Giuseppe Sindoni, Stefania Stefani en Diego Torini, 30 oktober , 2023, Natuur astronomie.
doi: 10.1038/s41550-023-02107-5

NASA’s Jet Propulsion Laboratory (JPL), een divisie van het California Institute of Technology in Pasadena, Californië, beheert de Juno-missie voor hoofdonderzoeker Scott Bolton van het Southwest Research Institute in San Antonio. Juno maakt deel uit van NASA’s New Frontiers Program, dat wordt beheerd in het Marshall Space Flight Center van NASA in Huntsville, Alabama, voor het Science Mission Directorate van het agentschap in Washington. De Italiaanse ruimtevaartorganisatie (ASI) financierde de Jovian InfraRed Auroral Mapper. Lockheed Martin Space in Denver bouwde en exploiteert het ruimtevaartuig.