Esta vista de Júpiter foi capturada pelo instrumento JunoCam a bordo da sonda espacial Juno da NASA durante o 62º sobrevoo próximo do planeta gigante em 13 de junho. A cientista cidadã Jackie Branc fez a imagem usando dados brutos da JunoCam.
Crédito: Dados da imagem: NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS. Processamento de imagem: Jackie Branc (CC BY)” Usando dados das câmeras rastreadoras de estrelas Advanced Stellar Compass (ASC) a bordo da Juno da NASA, este gráfico mostra o modelo da missão para intensidade de radiação em diferentes pontos na órbita da espaçonave ao redor de Júpiter.
Crédito: NASA/JPL-Caltech/DTU”
Usando câmeras projetadas para navegação, cientistas contam “vaga-lumes” para determinar a quantidade de radiação que a espaçonave recebe durante cada órbita de Júpiter.
Cientistas da missão Juno da NASA desenvolveram o primeiro mapa de radiação 3D completo do sistema de Júpiter. Junto com a caracterização da intensidade das partículas de alta energia perto da órbita da lua gelada Europa, o mapa mostra como o ambiente de radiação é esculpido pelas luas menores orbitando perto dos anéis de Júpiter.
O trabalho se baseia em dados coletados pelo Advanced Stellar Compass (ASC) da Juno, que foi projetado e construído pela Universidade Técnica da Dinamarca, e pela Stellar Reference Unit (SRU) da espaçonave, que foi construída pela Leonardo SpA em Florença, Itália. Os dois conjuntos de dados se complementam, ajudando os cientistas da Juno a caracterizar o ambiente de radiação em diferentes energias.
Tanto a ASC quanto a SRU são câmeras de baixa luminosidade projetadas para auxiliar na navegação no espaço profundo. Esses tipos de instrumentos estão em quase todas as espaçonaves. Mas para fazê-los operar como detectores de radiação, a equipe científica da Juno teve que olhar para as câmeras sob uma luz totalmente nova.
A lua Europa, de Júpiter, foi capturada pelo instrumento JunoCam a bordo da nave espacial Juno da NASA durante o sobrevoo próximo da missão em 29 de setembro de 2022.
Crédito: Dados da imagem: NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS. Processamento de imagem: Björn Jónsson (CC BY 3.0)” “Na Juno, tentamos inovar novas maneiras de usar nossos sensores para aprender sobre a natureza, e usamos muitos de nossos instrumentos científicos de maneiras para as quais não foram projetados”, disse Scott Bolton, pesquisador principal da Juno do Southwest Research Institute em San Antonio. “Este é o primeiro mapa de radiação detalhado da região nessas energias mais altas, o que é um grande passo para entender como o ambiente de radiação de Júpiter funciona. Isso ajudará a planejar observações para a próxima geração de missões ao sistema joviano.”
Contando vaga-lumes
Consistindo de quatro câmeras estelares no braço do magnetômetro da espaçonave, o ASC da Juno tira imagens de estrelas para determinar a orientação da espaçonave no espaço, o que é vital para o sucesso do experimento de campo magnético da missão. Mas o instrumento também provou ser um detector valioso de fluxos de partículas de alta energia na magnetosfera de Júpiter. As câmeras registram “radiação dura”, ou radiação ionizante que impacta uma espaçonave com energia suficiente para passar pela blindagem do ASC.
“A cada quarto de segundo, o ASC tira uma imagem das estrelas”, disse o cientista da Juno John Leif Jørgensen, da Universidade Técnica da Dinamarca. “Elétrons muito energéticos que penetram sua blindagem deixam uma assinatura reveladora em nossas imagens que parece o rastro de um vaga-lume. O instrumento é programado para contar o número desses vaga-lumes, nos dando um cálculo preciso da quantidade de radiação.”
Devido à órbita em constante mudança de Juno, a espaçonave atravessou praticamente todas as regiões do espaço próximas a Júpiter.
Dados do ASC sugerem que há mais radiação de altíssima energia em relação à radiação de baixa energia perto da órbita de Europa do que se pensava anteriormente. Os dados também confirmam que há mais elétrons de alta energia no lado de Europa voltado para sua direção orbital de movimento do que no lado posterior da lua. Isso ocorre porque a maioria dos elétrons na magnetosfera de Júpiter ultrapassa Europa por trás devido à rotação do planeta, enquanto os elétrons de altíssima energia derivam para trás, quase como peixes nadando contra a corrente, e batem na parte frontal de Europa.
Dados de radiação joviana não são a primeira contribuição científica do ASC para a missão. Mesmo antes de chegar a Júpiter, dados do ASC foram usados para determinar uma medição de poeira interestelar impactando Juno. O imageador também descobriu um cometa até então não mapeado usando a mesma técnica de detecção de poeira, distinguindo pequenos pedaços da espaçonave ejetados por poeira microscópica impactando Juno em alta velocidade.
Anéis de poeira
Assim como o ASC da Juno, o SRU tem sido usado como um detector de radiação e um gerador de imagens de baixa luminosidade. Dados de ambos os instrumentos indicam que, assim como Europa, as pequenas “luas pastoras” que orbitam dentro ou perto da borda dos anéis de Júpiter (e ajudam a manter o formato dos anéis) também parecem interagir com o ambiente de radiação do planeta. Quando a espaçonave voa em linhas de campo magnético conectadas a luas de anéis ou poeira densa, a contagem de radiação tanto no ASC quanto no SRU cai vertiginosamente. O SRU também está coletando imagens raras de baixa luminosidade dos anéis do ponto de vista exclusivo da Juno.
“Ainda há muito mistério sobre como os anéis de Júpiter foram formados, e muito poucas imagens foram coletadas por espaçonaves anteriores”, disse Heidi Becker, co-investigadora líder da SRU e cientista do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA no sul da Califórnia, que gerencia a missão. “Às vezes temos sorte e uma das pequenas luas pastoras pode ser capturada na foto. Essas imagens nos permitem aprender mais precisamente onde as luas dos anéis estão localizadas atualmente e ver a distribuição de poeira em relação à sua distância de Júpiter.”
Mais sobre a missão
O Laboratório de Propulsão a Jato da NASA, uma divisão do Caltech em Pasadena, Califórnia, gerencia a missão Juno para o pesquisador principal, Scott Bolton, do Southwest Research Institute em San Antonio. Juno faz parte do Programa Novas Fronteiras da NASA, que é gerenciado no Marshall Space Flight Center da NASA em Huntsville, Alabama, para a Diretoria de Missão Científica da agência em Washington. A Universidade Técnica da Dinamarca projetou e construiu a Bússola Estelar Avançada. A Unidade de Referência Estelar foi construída pela Leonardo SpA em Florença, Itália. A Lockheed Martin Space em Denver construiu e opera a espaçonave.
