Juno descobriu uma nova população de íons altamente energéticos (pontos azuis brilhantes) em latitudes médias dentro da borda interna do cinturão de elétrons relativístico de Júpiter, uma região não explorada anteriormente. A câmera estelar da unidade de referência estelar de Juno registra listras brilhantes em suas imagens quando esses íons penetrantes atingem seu sensor. A abordagem mais próxima do Pioneer 11 para o planeta e o caminho da sonda Galileo também são mostrados. Crédito:M. Stetson, D. Santos-Costa, J. Arballo, H. N. Becker, CC BY-NC 4.0
O ambiente de radiação planetária de Júpiter é o mais intenso do sistema solar. A nave espacial Juno da NASA tem orbitado o planeta mais perto do que qualquer missão anterior desde 2016, investigando seus cinturões de radiação mais internos de uma órbita polar única. A órbita da espaçonave permitiu o primeiro estudo latitudinal e longitudinal completo dos cinturões de radiação de Júpiter. Becker et al. aproveite esta capacidade para relatar a descoberta de uma nova população de pesadas, íons de alta energia presos nas latitudes médias de Júpiter.
Os autores aplicaram uma nova técnica para detectar essa população; em vez de usar um detector de partículas ou espectrômetro para observar e quantificar os íons, eles usaram o sistema de câmeras de rastreamento de estrelas de Juno. Rastreadores de estrelas, ou unidades de referência estelar (SRUs), são câmeras de navegação de alta resolução cuja missão principal é usar observações do céu para calcular a orientação precisa da espaçonave. O SRU a bordo da espaçonave Juno está entre os componentes mais blindados, proporcionou seis vezes mais proteção contra radiação do que os outros sistemas da espaçonave em sua abóbada de radiação.
Apesar de sua proteção pesada, íons e elétrons com energias muito altas ainda ocasionalmente penetram na blindagem e atingem o sensor SRU. Este estudo se concentra em 118 eventos incomuns que atingiram com energia dramaticamente maior do que os elétrons penetrantes típicos. Usando modelagem de computador e experimentos de laboratório, os autores determinaram que esses íons depositaram 10 e 100 vezes mais energia do que a depositada por prótons e elétrons penetrantes, respectivamente.
Para identificar espécies de íons potencialmente responsáveis, os autores examinaram a morfologia das batidas do sensor. Embora a maioria dos golpes desencadeie apenas vários pixels, alguns eventos com um ângulo de incidência baixo podem criar listras nas quais a energia é depositada conforme a partícula penetra pixels sucessivos. O software de simulação pode prever a deposição de energia de várias partículas que se movem através da matéria, fornecendo candidatos para os íons encontrados por Juno. Espécies de íons leves como hélio ou pesadas como enxofre podem ser responsáveis por pelo menos alguns dos ataques observados, disseram os autores. Espécies do hélio ao oxigênio podem ser responsáveis por todos os ataques, desde que tenham energias superiores a 100 megaelétrons volts por nucleon.
Finalmente, o estudo atribui esses íons à borda interna da região de emissão síncrotron, localizado a distâncias radiais de 1,12-1,41 raios de Júpiter e latitudes magnéticas variando de 31 graus a 46 graus. Esta região não foi explorada por missões anteriores, e esta população de íons era previamente desconhecida. Com energias totais medidas em gigaelétron volts, eles representam as partículas de maior energia já observadas por Juno.
Esta história é republicada por cortesia de Eos, patrocinado pela American Geophysical Union. Leia a história original aqui.
