Während das Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) und das Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) der National Science Foundation häufig wichtige neue Fakten über Objekte weit jenseits unserer eigenen Milchstraße enthüllen – in Entfernungen von vielen Millionen oder Milliarden Licht -Jahre – sie sind auch wichtige Werkzeuge, um viel nähere Geheimnisse zu lüften, direkt hier in unserem eigenen Sonnensystem.
Zwei kürzlich erschienene Veröffentlichungen veranschaulichen, wie diese Teleskope Planetenwissenschaftlern dabei helfen, die Funktionsweise des größten Planeten des Sonnensystems, Jupiter, und seines innersten Mondes Io zu verstehen.
Jupiters Atmosphäre ist komplex und dynamisch und ändert sich schnell. Um die Atmosphäre des Riesenplaneten in verschiedenen Tiefen zu untersuchen, kombinierten Wissenschaftler Beobachtungen, die mit Instrumenten an Bord der NASA-Raumsonde Juno im Orbit um Jupiter gemacht wurden, mit Beobachtungen mit dem VLA. Sie sammelten Daten über die Verteilung des Spurengases Ammoniak auf verschiedenen Ebenen in der Atmosphäre, um die vertikale Struktur der Atmosphäre zu bestimmen.
Diese Beobachtungen mussten ausreichend detailliert sein, um die langwelligen Beobachtungen von Juno mit der Hochfrequenzauflösung des VLA zu kombinieren, um den vertikalen Transport in der Atmosphäre zu verstehen. Die räumliche Auflösung der bodengestützten VLA-Beobachtungen war vergleichbar mit der des Instruments an Bord der Raumsonde, die den Planeten umkreist. Diese Beobachtungen lieferten das bisher höchstaufgelöste Radiobild von Jupiter. Diese Technik hilft den Wissenschaftlern, ihr Verständnis von Jupiters tiefer Atmosphäre zu erweitern.
Io, dessen Inneres ständig durch starke gravitative Gezeitenkräfte aufgeheizt wird, ist der vulkanisch aktivste Körper in unserem Sonnensystem. Der Mond hat eine schwache Atmosphäre, die hauptsächlich aus Schwefeldioxid (SO2) besteht, das von Eruptionen seiner vielen Vulkane und der Sublimation seines SO2-Oberflächenfrosts herrührt.
Wissenschaftler haben ALMA verwendet, um die Spurengase von Natriumchlorid (NaCl – Kochsalz) und Kaliumchlorid (KCl) in der Atmosphäre zu untersuchen. Sie fanden heraus, dass diese Verbindungen weitgehend begrenzt sind und hohe Temperaturen aufweisen, was darauf hindeutet, dass sie ebenfalls von Vulkanen ausgestoßen werden.
Sie fanden auch heraus, dass sie sich an unterschiedlichen Orten befinden, an denen das SO2 emittiert wird, was darauf hindeutet, dass es möglicherweise Unterschiede im unterirdischen Magma oder in den Eruptionsprozessen zwischen den Vulkanen gibt, die SO2 emittieren, und denen, die NaCl und KCl emittieren.
Beide Werke sind auf der veröffentlicht arXiv Preprint-Server.
Mehr Informationen:
Chris Moeckel et al, Ammonia Abundance Derived from Juno MWR and VLA Observations of Jupiter, arXiv (2022). DOI: 10.48550/arxiv.2209.03513
Erin Redwing et al, NaCl & KCl in Ios Atmosphäre, arXiv (2022). DOI: 10.48550/arxiv.2209.12974