Põhjalik ülevaade: missuguseid saladusi paljastab Jupiterile jõudnud Juno?

Juno jõuab Jupiterile 4.juulil. Foto: /AP

Eesti ajajärgi kell pool kuus hommikul jõudis NASA Juno Jupiterini. Varem ei ole ükski kosmoselaev Jupiterile nii lähedale jõudnud. 

See on hüpe tundmatusse, sest Jupiter pöörleb nii kiiresti, et selle gravitatsioon muudab taevakeha justkui hiiglaslikuks ragulkaks, mis endast kosmosepuru ja komeete eemale paiskab. Kõik, mis Jupiteri lähedale jõuab, muutub planeedi relvaks, rääkimata sellest, et Maaga võrreldes on planeedi radiatsioon rohkem kui 51.2 miljonit korda kõrgem. See kõik muudab Jupiteri kosmoselaevadele ohtlikuks.

Sellest hoolimata on aga NASA teadlased põnevil, sest rohkem kui poolteist aastat Jupiteri ümber tiirutav Juno peaks paljastama hiigelplaneedi kohta käivaid saladusi. Missiooni olulisust aitas kirjeldada Tartu Observatooriumi vanemteadur Laurits Leedjärv. 

 - Miks on Juno oluline?

Sellepärast, et siis mõistame paremini  ülejäänud Päikesesüsteemi ja ka teiste planeedisüsteemide teket: kuidas ja kus tekivad gaasilised hiidplaneedid, millal tekivad Maa-tüüpi tahked planeedid jne. Praegu teadaolevast 3443 eksoplaneedist (planeedid, mis ei tiirle ümber Päikese) on väga paljud Jupiteri taolise või veelgi suurema massiga ning Jupiter on paljude eksoplaneetide prototüüp.

 - Missugustele küsimustele ja probleemidele Juno vastuseid leida üritab?

Kas Jupiteril on tahke tuum? 

Kas see koosneb kivimitest või metallidest või on seal mingi segu?

Kuidas täpselt tekib Jupiteri tugev magnetväli? Ja see on omakorda seotud ka tuuma olemasolu ja koostisega.

Kuidas on Jupiteri atmosfääris lood veega (veeauruga)?

Kas ja kui palju vett leidub värviliste pilvede all? "Galileo" ei leidnud aastatel 1995 – 2003 peaaegu mingit vett, kuigi arvati, et seda peaks atmosfääris märgataval hulgal olema.

 -Kui palju praegu Jupiteri uuritud on ja mida hiigelplaneedi kohta teame?

Jupiteri on kaugelt (Maalt) ja lähedalt (juurdesõitmisega) uuritud juba ammust aega.

Jupiterist on varem lähemalt või kaugemalt möödunud ja seda pildistanud või muul viisil uuringud järgmised kosmoseaparaadid:

 - Pioneer 10 (1973)

 - Pioneer 11 (1974)

 - Voyager 1 ja 2 (1979) - rõngaste avastamine

 - Ulysses (1992 ja 2004)

 - Cassini (2000)

 - New Horizons (2007)

Ja muidugi spetsiaalselt Jupiteri uurimiseks mõeldud Galileo (start 1989, Jupiteri juures 1995-2003), mis saatis sondi Jupiteri atmosfääri ja tegi palju huvitavaid vaatlusi.

Jupiter 

Jupiter kaalub rohkem kui kõik teised Päikesesüsteemi planeedid kokku. 

Jupiter on Päiksesüsteemi suurim planeet ning hele taevakeha on isegi paljale silmale hästi näha. Isegi siis kui kõikide teiste Päikesesüsteemi planeetide massid kokku liita, on Jupiteri mass ikkagi 2,5 korda suurem: arvuliselt 1,8986 10^27 kg ehk 318 Maa massi.

Raadius ekvaatoril 71 492 km (11,2 Maa oma) ja poolustel 66 854 km (10,5 Maa oma). 

Keskmine tihedus 1,326 g/cm^3 ehk vaid veidi suurem vee tihedusest.

Pöörleb väga kiiresti, P = 9h55m30s. Aasta ehk tiir ümber Päikese kestab 11,86 Maa aastat.

Jupiter koosneb peamiselt vesinikust ja heeliumist, aga leidub ka ammoniaaki, vett, ammooniumhüdrosulfiidi jm. ühendeid. Peamiselt gaasilise ruumala keskel arvatakse olevat tahke tuum, aga see pole veel kindel. Tuuma ümber on nn. vedel metalliline vesinik, s.o. kõrge rõhu all olev elektrit juhtiv vesinik. Väljaspool on lihtsalt vedel vesinik ja gaasiline vesinik.

Jupiter atmosfäär on umbes 5000 km paks ning seal on palju pilvi ja puhuvad väga tugevad tuuled – ligi 100 meetrit sekundis. Jupiteri atmosfäärist on hästi teada  Suur Punane Laik, mida on vaadeldud vähemalt aastast 1831, võimalik et ka juba alates 1665. See on püsiv atmosfääri keeris, mis pöörleb vastupäeva umbes kuus päeva. Laik on nii suur (40 000 x 14 000 km), et see võiks mahutada umbes kolm maakera.

Jupiteril on Päikesesüsteemi tugevaim magnetväli (kui päikeseplekid arvestamata jätta), ekvaatoril 4,2 gaussi (0,42 mT ehk milliteslat), poolustel 10-14 Gs (1,0-1,4 mT).

Praeguseni on Jupiteril 67 kaaslast ehk kuud. Neli suurt avastas Galileo Galilei juba 1610.aastal, enamik neist on aga alla 10 kilomeetrise läbimõõduga ning neid on avastatud alates 1975.aastast.

Jupiteril on ka rõngad, mille avastas kosmoselaev Voyager 1979 aastal. 

Kust Juno nime sai? 

Nüüd üritab NASA poolt 5. augustil 2011 välja saadetud Juno tungida Jupiterile lähemale kui kunagi varem. Juno nimi tuleb  kreeka-rooma mütoloogiast, kus peajumal Jupiter tõmbas enda kurjuse ja pahede varjamiseks ümber pilveloori. Jupiteri naine Juno nägi teda aga läbi ja nii üritab Jupiteri saladusi paljastada ka kosmoseaparaat Juno. Veel võib Junot dešifreerida ka kui JUpiter Near-polar Orbiter. Juno kuulub NASA «New Frontiers» programmi, mille esimene aparaat New Horizons startis 2006.aastal ning jõudis oma sihtmärki Plutole 2015.aastal.  Programmi kolmas «laps» OSIRIS-REx, stardib ag a2016.aasta septembris süsinikasteroidi 101955 Bennu juurde ning võtab sealt kuni kaks kilo pinnaseproove, et need siis 2023.aastal taas Maale tuua.  

Mida Juno tegema hakkab?

Juno on esimene satelliit Jupiteri polaarorbiidil. Esialgu teeb see kaks  53-päevase perioodiga tiiru, siis juhitakse Juno allapoole ja see hakkab tiirlema 14-päevase perioodiga. Kokku peaks Juno missiooni jooksul läbi tegema 37 tiiru, kuni tal 2018. aasta veebruaris Jupiteri atmosfääril ära põleda lastakse. Junost tahetakse lahti saada seetõttu, et see mõne Jupiteri kaaslasega kokku ei põrkaks ja seekaudu neid maiste produktidega ei saastaks.

Kokku on Junol seitse teaduslikku eesmärki:

- Määrata hapniku ja vesiniku suhe, mis aitab mõõta vee hulka;

- Saada tuuma massi hinnang;

- Kaardistada Jupiteri gravitatsiooniväli;

- Kaardistada Jupiteri magnetväli ning saada nii infot tuuma olemuse ja dünamomehhanismi kohta;

- Kaardistada atmosfääri koostis, temperatuur, pilvede läbipaistvus ja dünaamika suurtel rõhkudel;

- Uurida polaarse magnetvälja ja Jupiteri virmaliste 3-mõõtmelist struktuuri;

- Uurida nn. taustsüsteemi kaasalohistamise ehk Lense-Thirringi efekti; s.o. Jupiteri impulsimomendist tingitud pretsessioon, mis aitab testida Einsteini üldrelatiivsusteooriat.

Juno ei jää kindlasti viimaseks Jupiteri süsteemi uurivaks aparaadiks. Euroopa Kosmoseagentuuri ESA plaanides on JUICE = JUpiter ICy moon Explorer, mis peaks praeguste plaanide kohaselt startima 2022. aastal. Seade hakkab uurima kolme Galileo kuud: Ganymedes, Callisto, Europa, millel kõigil (eriti kindlalt Europal) arvatakse olevat jääkiht ja selle all võib-olla ka vedel vesi.

Vaata NASA animatsiooni Junost ja Jupiterist siit: