Načasování je v mnoha aspektech astronomie mimořádně důležité. Pokud se astronom nebo jejich přístroj dívá nesprávným směrem v nesprávnou dobu, může mu uniknout něco velkolepého. Případně jsou chvíle, kdy naše přístroje zachytí něco neočekávaného v oblastech vesmíru, kde jsme hledali něco jiného. Přesně to se nedávno stalo, když tým vědců v čele s Rohini Giles v Southwest Research Institute, viděl snímek toho, co je pravděpodobně meteorem dopadajícím na atmosféru Jupiteru.
Tým shromažďuje data z UVS , jeden z nástrojů na Juno , mise NASA, která má za úkol zblízka prozkoumat největší planetu sluneční soustavy. UVS je Junoův ultrafialový spektrograf, který shromažďuje data v ultrafialových spektrech od 68-210 nm. Jeho hlavním posláním je studovat atmosféru Jupiteru a sledovat její přítomnost dechberoucí polární záře .
Jupiter má velkolepou polární záři, jako je tento pohled zachycený Hubbleovým vesmírným dalekohledem. Polární záře vznikají, když jsou nabité částice v prostoru obklopujícím planetu urychlovány na vysoké energie podél magnetického pole planety.
Poděkování: NASA, ESA a J. Nichols (University of Leicester)
Nedávno si jeden z kolegů Dr. Gilese při kontrole dávky snímků pocházejících ze senzoru všiml obrovského nárůstu jasu v oblasti mimo normální polární zónu. Stejně jako u mnoha jiných věd, tento objev začal tím, že někdo našel zajímavá data, když nečekal, že je uvidí.
První myšlenkou týmu bylo odstranit další zdroje, které mohly způsobit nárůst. Nejprve zlikvidovali polární záři, kterou hledali v rámci běžného výzkumu. Tato oblast planety, kde se hrot objevil, byla mimo normální hranice polárních září, které studovali.
Ilustrace toho, jak by se potenciálně mohl objevit TLE (skřítek nebo elf) na Jupiteru.
Poděkování: NASA / JPL-Caltech / SwRI
Dále se snažili pochopit, zda to mohla být „přechodná světelná událost“ ( POZADÍ ), které se dříve objevily v jejich datech. Tyto TLE, běžně známé pod rozmarnými jmény „elfů“ nebo „skřítků“, jsou považovány za příklady blesků v horní atmosféře Jupiteru. I když byly pozorovány ve stejné obecné oblasti události, TLE jsou velmi podobné polárním zářím, pokud jde o jejich spektrální profil, a nikdy nebyla spatřena žádná, která by se blížila velikosti nebo rozsahu události zachycené tentokrát UVS.
Jedna závěrečná kontrola vyžadovala pochopení, zda se jedná o data artefakt ze samotného přístrojového vybavení. Ale v jedné konkrétní prostorové oblasti bylo seskupeno tolik fotonů, takže je vysoce nepravděpodobné, že by šlo o artefakt. Pokud by byl signál ve skutečnosti způsoben chybou přístrojového vybavení, bylo by mnohem pravděpodobnější, že bude náhodný spíše než prostorově koncentrovaný tak, jak tomu bylo.
Příklad typu instrumentačního artefaktu při pozorování Siriuse A
Poděkování: NASA / ESA / H Bond (STSci) / M Barstow (University of Leicester
Prostřednictvím tohoto procesu eliminace, a Occamova břitva Zdá se, že tým se stal při pozorování meteoru dopadajícího na atmosféru Jupiteru. Není to poprvé, co astronomové zaznamenali takovou událost – nejznámější je kometa Shoemaker-Levy 9 které dopadly na Jupiter v roce 1994. Toto je však první detekce z Juno, která je na oběžné dráze kolem planety od roku 2016.
Jednou z výhod, které má Juno oproti předchozím pozorovacím snahám, je to, že díky své blízkosti je schopna detekovat mnohem menší impaktory. Vědci odhadují, že objekt, který pozorovali, vážil někde mezi 250 a 5000 kg. Odhadují také, že každý rok dojde na Jupiter přibližně 24 000 dopadů podobné velikosti.
Scott Manley popisuje, jak funguje Junoův fotoaparát.
Poděkování: Scott Manley kanál YouTube
24 000 dopadů se zdá být hodně, když je Juno na oběžné dráze téměř čtyři a půl roku a našla pouze jeden. Po celou tu dobu na oběžné dráze je však doba pozorování na každé jednotlivé oblasti planety kratší, než byste si mysleli. Orbitální mechanika a techniky stabilizace kosmických lodí mají obrovský dopad na dobu, po kterou je UVS schopno sbírat data.
Juno je na eliptické dráze kolem Jupiteru a planetu míjí v jejím nejbližším bodě (známém jako „perijove“) pouze jednou za 53 dní. Během každého perijova je UVS schopen přijímat data pouze po dobu přibližně 10 hodin. Aby to bylo ještě komplikovanější, radiace ničí senzor, takže pokud kosmická loď náhodou prolétne oblastí s obzvláště vysokou radiací, není schopna sbírat užitečná data.
UT Video diskutující o myšlence, jak by nás Jupiter mohl chránit před ještě větším počtem dopadů meteorů.
Ale to není vše – samotná Juno se ve skutečnosti otáčí, což je způsob, jak stabilizovat oběžnou dráhu kosmické lodi. Otočí se přibližně jednou za třicet sekund, a protože je UVS umístěn na jedné straně kosmické lodi, je schopen sbírat data pouze po dobu asi 7 sekund při každé rotaci kosmické lodi, pokud je Juno na svém nejbližším přibližovacím bodu.
Všechny tyto rotace, oběžné dráhy a radiační navigace přispívají k velmi malému pokrytí během čtyřleté mise. S tímto malým úsekem pozorovacího času se kosmické lodi stále podařilo zachytit tento velkolepý snímek návratu. A pomocí jednoduché statistiky tým vypočítal, že každý rok je pravděpodobně možné detekovat další tisíce, pokud se Juno nebo jiná kosmická loď nebo teleskop náhodou dívá správným směrem.
Obrázek z Juno's UVS ukazující naznačený impaktor a jeho umístění na planetě.
Kredit: Giles et al
Zachycení další takové události by potvrdilo teorii, že to, co bylo vidět tentokrát, bylo ve skutečnosti „ ohnivá koule “ (technický název těchto nárazových těles). Navíc by to týmu umožnilo lépe vypočítat celkový počet navrhovaných dopadů, a tedy hrubý odhad celkového množství materiálu přidaného k hmotnosti Jupiteru každý rok.
Bez ohledu na to, kolik náhodných dopadů zachytí, bude UVS pokračovat ve skenování polární záře a bude poskytovat skvělá data o této velkolepé světelné show. Pokud náhodou zachytí také další dopad, bude to další skvělý příklad náhodného načasování, které hraje roli ve velké vědě.
Další informace:
arXiv: Detekce bolidu v atmosféře Jupiteru pomocí Juno UVS
VEN: Asteroidy napadají Jupiter častěji, než si astronomové mysleli
VEN: Sluneční bouře zažehnou Auroru na Jupiteru
