Zeer gedetailleerde beelden van het Gemini Observatorium pellen de atmosferische lagen van Jupiter af ter ondersteuning van het NASA/JPL Juno-ruimtevaartuig in zijn zoektocht om de atmosfeer van de gigantische planeet te begrijpen.

Beeldvorming met hoge resolutie van Jupiter door de Gemini North-telescoop op Maunakea informeert de Juno-missie over boeiende gebeurtenissen in de atmosfeer van Jupiter. "De Gemini-waarnemingen, het grootste deel van de eerste helft van dit jaar, hebben al een schat aan fascinerende gebeurtenissen in de atmosfeer van Jupiter onthuld, " zei Glenn Orton, PI voor dit Gemini adaptieve optica-onderzoek en coördinator voor aardobservaties ter ondersteuning van het Juno-project in het Jet Propulsion Laboratory van Caltech.

"In mei, Gemini zoomde in op intrigerende kenmerken in en rond Jupiters Grote Rode Vlek:waaronder een wervelende structuur aan de binnenkant van de plek, een merkwaardige haakachtige wolk aan de westkant en een lange, fijngestructureerde golf die zich uitstrekt vanaf de oostkant, ", voegt Orton toe. "Gebeurtenissen als deze laten zien dat er nog veel te leren valt over de atmosfeer van Jupiter - de combinatie van observaties op aarde en ruimtevaartuigen is een krachtige een-tweetje bij het verkennen van Jupiter."

Juno heeft nu vijf close-ups gemaakt van de atmosfeer van Jupiter, waarvan de eerste was op 27 augustus, 2016, en de laatste (de zesde) op 19 mei van dit jaar. Elk van deze nauwe passes heeft Juno's wetenschappelijke team voor verrassingen gezorgd, en de terugkeer van de Juno-wetenschap heeft geprofiteerd van een gecoördineerde campagne van op aarde gebaseerde ondersteuning - inclusief observaties van ruimtevaartuigen in een baan om de aarde (die röntgenstraling door zichtbare golflengten bestrijken) en observatoria op de grond (die bijna-infrarood door radiogolflengten bestrijken).

Volgende:Juno's nauwe passages naar Jupiter op 11 juli, 2017. "Gemini-waarnemingen, die al aan de gang zijn voor de flyby van juli, helpen onze plannen voor deze passage te sturen, " zei Orton. Hij voegt eraan toe dat de soorten licht die Gemini vastlegt een krachtige blik geven in de lagen van de atmosfeer van Jupiter en een driedimensionaal beeld geven van de wolken van Jupiter. Een van de vragen die Juno onderzoekt, zijn onder meer slecht begrepen atmosferische golven op planetaire schaal ten zuiden van de evenaar. "We weten niet zeker of deze golven op hogere breedtegraden kunnen worden gezien, ' zei Orton. 'Als dat zo is, kan het ons misschien helpen om verschijnselen in de circulatie van Jupiter te begrijpen die nogal raadselachtig zijn.'

"Wauw - meer opmerkelijke beelden van het adaptieve opticasysteem bij Gemini!" zei Chris Davis, Programmamedewerker Gemini bij de National Science Foundation (NSF), een van de vijf agentschappen die het observatorium exploiteren. "Het is geweldig om deze krachtige combinatie van grond- en ruimteobservaties te zien, en de twee agentschappen, NSF en NASA, samenwerken aan zulke wetenschappelijk belangrijke ontdekkingen."

De Gemini-waarnemingen gebruiken speciale filters die zich richten op specifieke lichtkleuren die de bovenste atmosfeer en wolken van Jupiter kunnen binnendringen. Deze beelden zijn gevoelig voor toenemende absorptie door mengsels van methaan en waterstofgas in de atmosfeer van Jupiter. "De Gemini-afbeeldingen bieden verticale gevoeligheid van de wolkentoppen van Jupiter tot aan de lagere stratosfeer van de planeet, " volgens Orton.

De waarnemingen maken ook gebruik van adaptieve optische technologie om vervormingen als gevolg van de turbulentie in de atmosfeer van de aarde aanzienlijk te verwijderen en deze afbeeldingen met extreem hoge resolutie te produceren. specifiek, het detail dat zichtbaar is in deze afbeeldingen van Jupiter is vergelijkbaar met het kunnen zien van een kenmerk ter grootte van Ierland vanaf de huidige afstand van Jupiter van ongeveer 600 miljoen kilometer (365 miljoen mijl) van de aarde.

Naast beelden met behulp van adaptieve optica-technologie, een parallel Gemini-programma onder leiding van Michael Wong van de Universiteit van Californië, Berkeley, een filter met een langere golflengte gebruikt, waarvoor adaptieve optica niet nodig is. Om deze gegevens te verkrijgen zijn verschillende foto's gemaakt met korte belichtingen, en de scherpste beelden werden gecombineerd bij de verwerking - een benadering die gewoonlijk 'lucky imaging' wordt genoemd. Beelden die met dit filter zijn verkregen, zijn voornamelijk gevoelig voor wolkenopaciteit (blokkeert licht) in het drukbereik van 0,5 tot 3 atmosfeer. "Deze waarnemingen traceren verticale stromingen die niet op een andere manier kunnen worden gemeten, het weer verlichten, klimaat en algemene circulatie in de atmosfeer van Jupiter, " merkt Wong op. Deze afbeelding wordt getoond in figuur 3.

Subaru Telescope leverde ook gelijktijdige midden-infraroodbeeldvorming met zijn COMICS-instrument - het meten van de warmteafgifte van de planeet in een spectraal gebied dat niet wordt gedekt door Juno's instrumentatie, en het produceren van gegevens over samenstelling en wolkenstructuur die zowel de Juno- als de Gemini-waarnemingen aanvullen. Bijvoorbeeld, ze tonen een erg koud binnenland van de Grote Rode Vlek die aan de rand wordt omgeven door een warm gebied, impliceert opwellende lucht in het centrum dat is omgeven door bodemdaling. Ze laten ook een zeer turbulent gebied zien ten noordwesten van de Grote Rode Vlek. De Subaru-afbeelding is beschikbaar op:juno.html" target="_blank"> phys.org/news/2017-06-mid-infr … e-juno.html .

Het NASA Juno-ruimtevaartuig werd gelanceerd in augustus 2011 en begon begin juli 2016 in een baan om Jupiter te draaien. Een primair doel van de missie is om ons begrip van Jupiter te verbeteren - van zijn atmosferische eigenschappen tot ons begrip van hoe Jupiter en andere planeten in het buitenste zonnestelsel gevormd. Juno's nuttige lading van negen instrumenten kan de atmosferische samenstelling onderzoeken, temperatuur, wolkendynamiek en de eigenschappen van de intense magnetische velden en aurora van Jupiter.

De nabij-infraroodbeelden van Gemini zijn bijzonder nuttig voor Juno's Jupiter Infrared Auroral Mapper (JIRAM). JIRAM maakt beelden van 3,5 en 4,8 micron en spectra met een gemiddelde resolutie van 2-5 micron. De Gemini-afbeeldingen bieden een ruimtelijke context met hoge resolutie voor de spectroscopische waarnemingen van JIRAM en bestrijken golflengten en gebieden van de planeet die niet door JIRAM zijn waargenomen. Ze leggen ook een hogere atmosferische beperking op de circulatie van Jupiter in de diepe atmosfeer, bepaald door Juno's Microwave Radiometer (MWR) -experiment.