ยังมีอีกมากที่ต้องเรียนรู้โดยการเยี่ยมชมดาวพฤหัสบดียักษ์

ยังมีอีกมากที่ต้องเรียนรู้โดยการเยี่ยมชมดาวพฤหัสบดียักษ์

หลังจากเดินทางนาน 5 ปียานอวกาศจูโน ของนาซา ในสัปดาห์นี้ก็ไปถึงดาวพฤหัสบดีและเข้าสู่วงโคจรได้สำเร็จ นี่เป็นเพียงยานอวกาศลำที่สองหลังจากภารกิจของกาลิเลโอในปี 1995 ที่เข้าสู่วงโคจรรอบโลก ซึ่งใหญ่ที่สุดในระบบสุริยะของเรา ในอีกแปดปีข้างหน้ากาลิเลโอได้ให้มุมมองที่ไม่เคยมีมาก่อนเกี่ยวกับบรรยากาศ Jovian ที่ปั่นป่วนและมีพายุ ตรวจพบกิจกรรมฟ้าผ่ารุนแรงในบริเวณที่ใหญ่กว่าพายุทั่วไปบนโลกมาก

การสังเกตการณ์ด้วย Near Infrared Mapping Spectrometer (NIMS) 

และกล้องถ่ายภาพเผยให้เห็นการเคลื่อนที่ของเมฆที่มีลักษณะคล้ายกับไอพ่นพุ่งไปตามโครงสร้างแถบสีของโลก พบกระแสลมที่พัดขึ้นและลง และนำไปสู่การค้นพบเมฆแอมโมเนียที่ก่อตัวในชั้นล่างของบรรยากาศหนาทึบของดาวเคราะห์

ไฮไลท์อย่างหนึ่งของภารกิจของกาลิเลโอคือการปล่อยยานสำรวจลงไปสู่ก้นบึ้งของเมฆที่หมุนวน มันสามารถแมปโปรไฟล์แนวตั้งของความดันบรรยากาศ อุณหภูมิ และองค์ประกอบจนกระทั่งมันหลอมละลายและกลายเป็นไอภายใต้แรงดันบดอัดของภายในดาวเคราะห์

เวลาสำหรับจูโน

การสังเกตการณ์ภารกิจของกาลิเลโอทำให้เข้าใจถึงดาวพฤหัสบดี ดวงจันทร์ และวงแหวนของมัน การมาเยือนของจูโนสัญญาว่าจะก้าวต่อไปในการสำรวจดาวเคราะห์ มันรวบรวมความลึกลับที่ยังไม่ไขซึ่งยังคงอยู่ในความเข้าใจของเราเกี่ยวกับระบบ Jovian

จูโนเป็นยานอวกาศลำแรกที่โคจรรอบดาวพฤหัสบดีโดยผ่านเหนือขั้วทั้งสองของโลกในแต่ละรอบ มันจะครอบคลุมลองจิจูดของดาวเคราะห์ที่แตกต่างกันในวงโคจรที่ตามมา

กลยุทธ์นี้นำยานอวกาศเข้าสู่บริเวณที่มีการแผ่รังสีสูงซึ่งต้องการการป้องกันเพิ่มเติมของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์บนยาน แต่ช่วยให้สามารถทำแผนที่ดาวเคราะห์ทั้งดวงได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงสุด และจะช่วยให้สามารถตรวจสอบการแสดงแสงออโรราที่งดงามที่สุดในระบบสุริยะได้

แสงออโรราบนโลกและดาวพฤหัสบดีอาจมีรูปร่างหน้าตาคล้ายกัน 

แต่ทั้งสองเกิดขึ้นจากกระบวนการที่แตกต่างกัน ออโรราบนโลกคือแสงที่ปล่อยออกมาจากการชนกันระหว่างโมเลกุลในชั้นบรรยากาศกับอนุภาคพลังงานที่พุ่งออกมาในเปลวสุริยะ ซึ่งแสงดังกล่าวจะหมุนวนลงมาในสนามแม่เหล็กโลก

ดาวพฤหัสบดีมีสนามแม่เหล็กที่ทรงพลังและหมุนรอบตัวเองอย่างรวดเร็วซึ่งขยายออกไปเหนือวงโคจรของดวงจันทร์ไอโอซึ่งถูกคลื่นยักษ์กลืนกิน ซึ่งพ่นอนุภาคพลังงานออกมาในการปะทุของภูเขาไฟ

แมกนีโตสเฟียร์ Jovian นั้นอุดมไปด้วยอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าซึ่งชนกับโมเลกุลไฮโดรเจน ซึ่งเป็นองค์ประกอบหลักของชั้นบรรยากาศ

ยังไม่ชัดเจนว่าแสงออโรราของดาวพฤหัสบดีได้รับผลกระทบจากปฏิสัมพันธ์ของสนามแม่เหล็กของดาวเคราะห์กับอนุภาคมีประจุจากเปลวสุริยะอย่างไร จูโนอาจสามารถไขปริศนานี้ได้โดยการสังเกตการณ์จากภายในชั้นบรรยากาศแม่เหล็กของดาวเคราะห์ในช่วงเวลาที่มีกิจกรรมสุริยะเพิ่มขึ้น

เครื่องมือที่มีความละเอียดอ่อนของ Juno (JEDI และ JADE) สามารถวัดฟลักซ์ของอนุภาคพลังงานและกำหนดสนามแม่เหล็กในแหล่งกำเนิด เพื่อระบุลักษณะความแรงและการเชื่อมต่อกับชั้นล่างของชั้นบรรยากาศดาวเคราะห์

แบบจำลองการก่อตัวดาวพฤหัสบดีที่มีอยู่ทั่วไปชี้ให้เห็นว่าองค์ประกอบส่วนใหญ่ของดาวเคราะห์ควรคล้ายกับองค์ประกอบของดวงอาทิตย์ เนื่องจากทั้งสองอย่างมีต้นกำเนิดในเนบิวลาสุริยะเดียวกัน

แต่ยานสำรวจกาลิเลโอที่ลงลึกลงไปในชั้นบรรยากาศ Jovian กลับพบปริมาณฮีเลียมและธาตุที่หนักกว่าที่คาดไว้มาก

นี่ไม่ใช่สิ่งเดียวที่น่าประหลาดใจ เชื่อกันว่าดาวเคราะห์ดวงนี้มีน้ำในปริมาณมาก ซึ่งตามแบบจำลองของชั้นบรรยากาศ Jovian ควรตรวจจับได้ในรูปของเมฆน้ำแข็งใต้ชั้นของแอมโมเนียและแอมโมเนียไฮโดรซัลไฟด์

ยานสำรวจกาลิเลโอพบหลักฐานบางอย่างเกี่ยวกับเมฆน้ำแข็งแอมโมเนีย แต่ไม่พบร่องรอยของน้ำแข็งด้านล่าง คำอธิบายหนึ่งชี้ให้เห็นว่ายานสำรวจอาจสุ่มตัวอย่างบริเวณที่มีเมฆน้อยที่สุดแห่งหนึ่งของดาวพฤหัสบดีซึ่งมีลมแรงและแห้งอย่างน่าประหลาดใจ

เครื่องวัดรังสีไมโครเวฟของ Juno จะสามารถตรวจสอบชั้นบรรยากาศที่ลึกขึ้นในสถานที่ต่างๆ มากมาย เพื่อวาดภาพที่ชัดเจนขึ้นเกี่ยวกับความเข้มข้นของน้ำแข็งในน้ำและการกระจายตัว

ทำความเข้าใจเกี่ยวกับดาวเคราะห์นอกระบบ

การทำความเข้าใจเกี่ยวกับองค์ประกอบจำนวนมากของดาวพฤหัสบดี องค์ประกอบในชั้นบรรยากาศและพลวัตของดาวพฤหัสบดีมีนัยยะที่ไปไกลกว่าระบบสุริยะของเรา

ในปี 1995 มีการค้นพบดาวเคราะห์ดวงแรกรอบดาวคล้ายดวงอาทิตย์ และปัจจุบันมีดาวเคราะห์เกือบ 4,000 ดวงที่โคจรรอบดาวฤกษ์ดวงอื่น

ดาวเคราะห์เหล่านี้หลายดวงเรียกว่าดาวพฤหัสร้อนซึ่งหนักและใหญ่พอๆ กับดาวพฤหัสบดี แต่ตั้งอยู่ใกล้ดาวแม่มากกว่าดาวพุธที่อยู่ใกล้กับดวงอาทิตย์มาก

เชื่อกันว่าดาวเคราะห์เหล่านี้ก่อตัวขึ้นในระยะทางที่ไกลกว่าจากดาวฤกษ์ของพวกมัน มิฉะนั้น พวกมันจะไม่สามารถคงสภาพชั้นบรรยากาศคล้ายดาวพฤหัสบดีที่มีไฮโดรเจนปกคลุมหนาทึบได้ พวกมันอาจอพยพไปยังดาวของพวกเขาหลังจากการก่อตัวของมันไม่นาน

แน่นอนว่าสภาพบนดาวเคราะห์ที่ร้อนเช่นนี้แตกต่างจากที่เราคุ้นเคยบนดาวพฤหัสบดีอย่างมาก แต่แบบจำลองที่ช่วยให้เราสามารถระบุลักษณะของดาวพฤหัสบดีที่ร้อนได้นั้นจะต้องทำงานในขีดจำกัดของอุณหภูมิต่ำที่พบได้บนดาวพฤหัสบดีด้วย

จูโนจะสามารถทำแผนที่โครงสร้างภายในของดาวเคราะห์ได้โดยการวัดสนามโน้มถ่วง สิ่งนี้จะช่วยเราในการตอบคำถามเกี่ยวกับการก่อตัวดาวเคราะห์ ไม่ว่าจะเป็นการอพยพจากที่เดิมและอะไรหยุดการอพยพนี้

ยังมีคำถามมากมายเกี่ยวกับดาวเคราะห์ที่ยังไม่ได้รับคำตอบ รวมถึงคำถามที่เด็กประถมมักถามบ่อยๆ ว่า “แถบดาวพฤหัสบดีมีสีอะไร”

Juno มีโอกาสที่ดีที่สุดในการตอบคำถามนี้เช่นกัน

Credit : สล็อต