Planetos atmosferos simuliacijos padės astronomams geriau suprasti duomenis, kuriuos iš Jupiterio 2016 metais atsiųs NASA erdvėlaivis „Juno“.
Jupiterio debesų juostos ir didelė raudona dėmė matoma ir pro mėgėjiškus teleskopus. Tačiau juos sudarančius elementus aptikti daug sudėtingiau, rašo SPACE.com.
Rugpjūčio 5 dieną paleistas erdvėlaivis „Juno“ artimiausius penkerius metus keliaus Jupiterio, didžiausios planetos Saulės sistemoje, link. Naudodamas daugybę instrumentų, erdvėlaivis, tikimasi, padės mokslininkams geriau suprasti dujinės milžinės kilmę ir sudėtį.
Manoma, kad Jupiteris buvo pirmoji planeta, susiformavusi iš aplink jauną Saulę skriejusių dujų ir dulkių. Jo praeities detalės pateikia užuominų apie kitų planetų, taip pat ir Žemės, ankstyvąją istoriją ir gimimą.
Tačiau planeta akylai saugoja savo atmosferos paslaptis. Jupiterio radiacijos juostos blokuoja žemo dažnio radijo bangas, galinčias suteikti informacijos apie žemesniąją atmosferą. „Juno“ su šia problema susitvarkys pasirinkdamas kelią, leisiantį šias juostas aplenkti.
Kai „Juno“ pasieks Jupiterį, jo Mikrobangų radiometras (angl. Microwave Radiometer – MWR) nuodugniai tirs planetos atmosferą. Kiekvienas iš šešių jo naudojamų signalų prasiskverbs į skirtingą atmosferos, kuri yra beveik 5 tūkst. kilometrų storio, gylį. Tai leis gauti duomenų apie skirtinguose aukščiuose esančią atmosferą.
Tačiau neturint su kuo šių rodmenų palyginti, signalas bus neiššifruojamas. Būtent tam ir reikalingas simuliatorius, kuris iš esmės yra hermetinė krosnis. Joje sukaupiamos įvairios temperatūros ir slėgio dujos, o mokslininkai tuomet gali matuoti įvairias sąlygas, kurias „Juno“, kaip tikimasi, užfiksuos Jupiteryje.
„Kurdami Jupiterio atmosferą, galime maišyti įvairius „receptus“ ir patalpinti juos savo simuliatoriuje“, – teigė Paulas Steffesas iš Džordžijos technologijos instituto.
P. Steffesas su kolegomis sukūrė daugiau kaip 5 tūkst. skirtingų dujų simuliacijų, keisdami temperatūras ir slėgį taip, kad jos būtų kuo panašesnės į tai, kas gali būti Jupiteryje. Kiekvienas šių potencialių signalų įrašomas, kad jį būtų galima panaudoti kaip charakteristiką ateityje. Kai „Juno“ pradės siųsti informaciją apie planetos debesų sluoksnį, mokslininkai galės sulyginti šiuos duomenis su simuliuotomis sąlygomis ir nustatyti tikrąją atmosferos sudėtį įvairiose planetos vietose.
Tokios simuliacijos jau padėjo mokslininkams nustatyti, iš ko susideda kitų planetų atmosferos.
„Mūsų tyrimų rezultatai naudoti interpretuojant radijo matavimus iš Saturną tyrusio „Cassini“ bei senesnius „Voyager“ duomenis iš Urano ir Neptūno“, – teigia P. Steffesas.
Vienas svarbiausių klausimų, į kuriuos mokslininkai tikisi atsakyti, - kiek vandens garų yra Jupiterio atmosferoje. Tai padėtų tyrėjams suprasti, kaip vanduo išliko daug vandenilio turinčioje Saulės sistemoje.
Ligšioliniai duomenys apie vandenį Jupiteryje yra prieštaringi. Kai į Jupiterio atmosferą įkrito Shoemakerio-Levy kometa, ji pakėlė deguonį, kuris leido manyti, kad vandens planetos atmosferoje gali būti daug. Tačiau vėlesni duomenys šioms išvadoms prieštaravo.
„1995 metais zondas „Galileo“ Jupiteryje aptiko šiek tiek vandens. Tačiau manoma, kad ta vieta labai sausa, nereprezentuojanti visos planetos“, – teigė P. Steffesas.
Tačiau vandens kiekiai buvo mažesni, nei astronomai tikėjosi.
Nuo to laiko mokslininkai stengiasi nustatyti, kiek vandens garų yra Jupiterio atmosferoje, tačiau kol kas – nesėkmingai. Tai turėtų pasikeisti, kai orbita aplink Jupiterį ims skrieti „Juno“.
Naudodamas atmosferos simuliatoriaus charakteristikas, „Juno“ MWR ne tik aptiks vandenį, bet ir nustatys, kokiame aukštyje jis yra.
„Tikrasis klausimas, į kurį „Juno“ MWR bandys atsakyti, yra pasaulinė vandens inventorizacija. Tai svarbiausias dalykas norint suprasti Jupiterio susiformavimo procesą“, – sakė P. Steffesas.
