NASAのジュノー探査機が木星最大の衛星の印象的なクローズアップを撮影

古代神話では、ローマの神ジュピターは雲のベールを使って妻のジュノーから悪戯を隠します。NASA のジュノー宇宙船は、同じように秘密主義で遠い隣人の惑星である木星の雲の下を 3 年間にわたって観測してきました。しかし最近、ジュノーは別の天体に接近して接近しました。

ジュノーの当初のミッションは、木星の形成、磁場、表面雲の下の組成について調べることだった。しかし、その延長ミッションでは、それをはるかに超えることを目指している。6月7日月曜日、探査機は木星の太陽系最大の衛星ガニメデを通過し、わずか600マイル強の距離から、短いながらも象徴的な画像をいくつか撮影し、月の磁場の測定値を取得した。

ジュノーを運用する科学者チームは、データの分析を始めたばかりだと、ミッション責任者でサウスウェスタン研究所の宇宙科学者スコット・ボルトン氏は語る。しかし、彼らはすでに、氷の衛星のクレーターやゴツゴツした表面を詳細に映し出すクローズアップ写真を2枚投稿している。

このフライバイは、20年前のガリレオ探査以来、ガニメデを最も間近に観察したものだ。1枚の画像は、探査機の代表的なカメラであるジュノカムで撮影されたが、もう1枚はナビゲーションカメラで撮影されたもので、このカメラは巧妙な使い方で木星の衛星付近の放射線レベルも測定できた。カメラが写真を撮ると、荷電粒子がセンサーに当たり、画像に小さな点、波線、または筋が残り、科学者はそこから放射線レベルを概算できる。

この測定に航法カメラが使われていることは「私にとって驚きの一つです」と、ミシガン大学の宇宙物理学者で、木星の衛星や惑星の磁場を研究しているが、ジュノー計画には関わっていないシアンジェ・ジア氏は言う。諺にあるように、ある機器のノイズは別の機器の信号である、と同氏は言う。

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ジュノー探査機から可能な限りの科学的な成果を引き出すことは、ジュノー探査チームの哲学の一部だとボルトン氏は言う。「私たちはあらゆる工学センサーを見て、『科学的に何ができるか』と考えます。センサーは何らかのデータを与えてくれます」。例えば、カメラが意図せずジュノーの太陽電池パネルに塵の粒子が衝突する様子を捉えたとき、その「偶然の」データは科学者が黄道光や太陽系内部の塵の雲について新たな知見を得るのに役立った。

ジュノーチームは電波掩蔽法と呼ばれる方法も使用しました。しかし、心配しないでください。これは悪魔の儀式とは何の関係もありません。代わりに、この方法は月の電離層を測定します。電離層とは、放射線がガス分子から電子を叩き出す薄い大気の一部です。この測定を行うために、ジュノーは月の大気の背後に位置しながら地球に信号を送信し、信号がガニメデの電離層を通過してオーストラリアのキャンベラにある地球の受信機に届きます。

電離層の荷電粒子が信号の周波数を少しずつ変化させ、研究チームはリバースエンジニアリングのような手法で、干渉の原因となっている磁場について知ることができる。ジア氏は「この手法は一般的だが、フライバイの幾何学的形状に大きく依存する」と語る。この手法が機能するには、探査機、磁気圏、地球の間を一直線につなぎ、物体が完全に一列に並ぶ必要がある。

ガニメデの周囲の磁気環境は、大きな磁気圏の中にある小さな磁気圏であるため、特に興味深いとジア氏は言う。ガニメデの磁気圏は木星の磁気圏の中で泡立っている。そのため、ガニメデはプラズマ物理学を研究するための自然な実験室になる、と同氏は言う。

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ガニメデに関しては、他にも謎が山積している。まず、画像には表面の氷にひっかく線が写っているが、それが何によって生じたのかは不明だ。ボルトン氏は、これらの特徴は地殻断層か、あるいは他のプロセスによって生じた可能性があると語る。さらに、現在も形成中である可能性もあると付け加えた。

ボルトン氏は、ジュノーが接近通過中に取得したマイクロ波測定に最も興奮している。この測定により、6つの異なる波長を使用してガニメデの表面の地図が作成される。「これは本当に初めての氷の詳細な地図になるでしょう」とボルトン氏は言う。

ボルトン氏は、マイクロ波の測定値から「氷の組成、氷の温度、おそらく氷の厚さ」がわかるかもしれないと話す。研究チームは、月面の明るい部分と暗い部分、クレーターや謎の地殻構造線にわたって測定値を比較する予定だ。

ボルトン氏によると、チームは近々フライバイから得た画像をもっと公開する予定で、興味がある人はジュノーカムの生画像をダウンロードして自分でいじることもできるという。ボルトン氏は、コミュニティがそれらの画像を使って何をするかを見るのが楽しみだという。

ジュノーのフライバイは、木星の衛星を探索する他の 2 つのミッションの前段階としても機能する。NASA のクリッパー ミッションはエウロパをターゲットとし、欧州宇宙機関の JUICE (木星 ICy 衛星探査機) はガニメデ、カリスト、エウロパを調査する。ジュノーのデータは両チームのミッション計画に役立つだろう。また、各ミッションで搭載されるセンサーは異なるため、「それらを補完する役割も果たしている」とボルトン氏は言う。