Gli scienziati della missione Juno della NASA hanno sviluppato la prima mappa completa delle radiazioni 3D del sistema di Giove. Oltre a caratterizzare l’intensità delle particelle ad alta energia vicino all’orbita della luna ghiacciata Europa, la mappa mostra come l’ambiente delle radiazioni è scolpito dalle lune più piccole che orbitano vicino agli anelli di Giove.
Il lavoro si basa sui dati raccolti dall’Advanced Stellar Compass (ASC) di Juno, progettato e costruito dalla Technical University of Denmark, e dalla Stellar Reference Unit (SRU) della sonda spaziale, costruita da Leonardo SpA a Firenze, Italia. I due set di dati si completano a vicenda, aiutando gli scienziati di Juno a caratterizzare l’ambiente di radiazione a diverse energie. Sia l’ASC che l’SRU sono telecamere a bassa luminosità progettate per assistere nella navigazione nello spazio profondo. Questi tipi di strumenti sono presenti su quasi tutte le astronavi. Ma per farle funzionare come rilevatori di radiazioni, il team scientifico di Juno ha dovuto guardare le telecamere sotto una luce completamente nuova.
“Su Juno cerchiamo di innovare nuovi modi per usare i nostri sensori per conoscere la natura e abbiamo usato molti dei nostri strumenti scientifici in modi per cui non erano stati progettati”, ha detto Scott Bolton, ricercatore principale di Juno del Southwest Research Institute di San Antonio. “Questa è la prima mappa dettagliata delle radiazioni della regione a queste energie più elevate, che è un passo importante per comprendere come funziona l’ambiente di radiazione di Giove. Ciò aiuterà a pianificare le osservazioni per la prossima generazione di missioni nel sistema di Giove”.
Contare le lucciole:
Composto da quattro telecamere stellari sul braccio del magnetometro della navicella spaziale, l’ASC di Juno scatta immagini di stelle per determinare l’orientamento della navicella spaziale nello spazio, che è fondamentale per il successo dell’esperimento sul campo magnetico della missione. Ma lo strumento si è anche dimostrato un prezioso rilevatore di flussi di particelle ad alta energia nella magnetosfera di Giove. Le telecamere registrano la “radiazione dura”, o radiazione ionizzante che colpisce una navicella spaziale con energia sufficiente per passare attraverso la schermatura dell’ASC. “Ogni quarto di secondo, l’ASC scatta un’immagine delle stelle”, ha affermato lo scienziato di Juno John Leif Jørgensen della Technical University of Denmark. “Gli elettroni molto energetici che penetrano la sua schermatura lasciano una firma rivelatrice nelle nostre immagini che sembra la scia di una lucciola. Lo strumento è programmato per contare il numero di queste lucciole, fornendoci un calcolo accurato della quantità di radiazioni”.
Grazie all’orbita in continuo cambiamento , la sonda Juno ha attraversato praticamente tutte le regioni dello spazio vicine a Giove.
I dati ASC suggeriscono che ci sia più radiazione ad altissima energia rispetto a quella a bassa energia vicino all’orbita di Europa di quanto si pensasse in precedenza. I dati confermano anche che ci sono più elettroni ad alta energia sul lato di Europa rivolto verso la sua direzione orbitale di movimento rispetto al lato di coda della luna. Questo perché la maggior parte degli elettroni nella magnetosfera di Giove sorpassa Europa da dietro a causa della rotazione del pianeta, mentre gli elettroni ad altissima energia si spostano all’indietro, quasi come pesci che nuotano controcorrente, e si schiantano contro il lato frontale di Europa. I dati sulle radiazioni gioviane non sono il primo contributo scientifico dell’ASC alla missione. Ancora prima di arrivare su Giove, i dati dell’ASC sono stati utilizzati per determinare una misurazione della polvere interstellare che impatta su Juno . L’imager ha anche scoperto una cometa in precedenza inesplorata utilizzando la stessa tecnica di rilevamento della polvere, distinguendo piccoli pezzi della navicella spaziale espulsi dalla polvere microscopica che impatta su Juno ad alta velocità.
Anelli di polvere:
Come l’ASC di Juno, l’SRU è stato utilizzato come rilevatore di radiazioni e come imager a bassa luminosità. I dati di entrambi gli strumenti indicano che, come Europa, anche le piccole “lune pastore” che orbitano all’interno o in prossimità del bordo degli anelli di Giove (e aiutano a mantenere la forma degli anelli) sembrano interagire con l’ambiente di radiazioni del pianeta. Quando la sonda spaziale vola su linee di campo magnetico collegate a lune ad anello o polvere densa, il conteggio delle radiazioni sia sull’ASC che sull’SRU cala drasticamente. L’SRU sta anche raccogliendo rare immagini a bassa luminosità degli anelli dall’esclusivo punto di osservazione di Juno.
“C’è ancora molto mistero su come si sono formati gli anelli di Giove, e sono state raccolte pochissime immagini dalle precedenti sonde spaziali”, ha affermato Heidi Becker, co-investigatrice principale per l’SRU e scienziata presso il Jet Propulsion Laboratory della NASA nella California meridionale, che gestisce la missione. “A volte siamo fortunati e una delle piccole lune pastore può essere catturata nello scatto. Queste immagini ci consentono di scoprire con maggiore precisione dove si trovano attualmente le lune ad anello e di vedere la distribuzione della polvere in relazione alla loro distanza da Giove”.
Maggiori informazioni sulla missione:
Il Jet Propulsion Laboratory della NASA, una divisione del Caltech a Pasadena, California, gestisce la missione Juno per il ricercatore principale, Scott Bolton, del Southwest Research Institute di San Antonio. Juno fa parte del New Frontiers Program della NASA, gestito presso il Marshall Space Flight Center della NASA a Huntsville, Alabama, per lo Science Mission Directorate dell’agenzia a Washington. La Technical University of Denmark ha progettato e costruito l’Advanced Stellar Compass. La Stellar Reference Unit è stata costruita da Leonardo SpA a Firenze, Italia. La Lockheed Martin Space di Denver ha costruito e gestisce il veicolo spaziale.
Ulteriori informazioni su Juno sono disponibili all’indirizzo: https://www.nasa.gov/juno
Fonte: https://www.nasa.gov/missions/juno/danish-instrument-helps-nasas-juno-spacecraft-see-radiation/
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