NASAn Juno-tehtävä on julkaissut ensimmäiset tieteelliset tulokset Jupiterin ilmakehän vesimäärästä. Äskettäin Nature Astronomy -lehdessä julkaistut tiedot osoittavat, että päiväntasaajassa vesi muodostaa noin 0,25% Jupiterin ilmakehän molekyyleistä – melkein kolme kertaa Auringon molekyylien.
Tarkka arvio veden kokonaismäärästä Jupiterin ilmakehässä on ollut planeettatieteilijöiden toivelistalla vuosikymmenien ajan: kaasujätin edustaa kriittistä puuttuvaa palaa aurinkokuntamme muodostumisessa. Jupiter oli luultavasti ensimmäinen planeetta, joka muodostui, ja se sisältää suurimman osan kaasusta ja pölystä, jota aurinko ei sisältänyt.
Johtavat teoriat sen muodostumisesta perustuvat planeetan imemään vesimäärään. Veden runsaus on tärkeää myös kaasujätin meteorologialle (kun tuulivirrat kulkevat Jupiterin ympärillä) ja sisäiselle rakenteelle. Vaikka Voyagerin ja muiden avaruusalusten Jupiterilta löytämä salama – ilmiö, jota kosteus yleensä aiheuttaa – merkitsi veden läsnäoloa, tarkka arvio veden syvyydestä Jupiterin ilmakehässä pysyi vaikeana.
Ennen kuin Galileo-koetin lopetti tiedonsiirron vuonna 1995, se välitti spektrometriset mittaukset veden määrän kaasujätin ilmakehästä noin 120 kilometrin syvyyteen, jossa ilmanpaine oli noin 22 bar. Tietojen parissa työskentelevät tutkijat olivat huolissaan huomatessaan, että vettä oli kymmenen kertaa vähemmän kuin odotettiin.
Vieläkin yllättävämpää on, että Galileo-koettimella mitattu vesimäärä näyttää edelleen kasvavan suurimmalla mitatulla syvyydellään, selvästi sen tason alapuolella, jossa teorioiden mukaan ilmakehän pitäisi olla hyvin sekoitettu. Hyvin sekoitetussa ilmapiirissä alueen vesipitoisuus on vakio ja edustaa todennäköisesti maailmanlaajuista keskiarvoa. Toisin sanoen, se on tarkempi indikaattori veden saatavuudesta planeetalla. Yhdistettynä infrapunakarttaan, joka on saatu samanaikaisesti maanpäällisellä kaukoputkella, tulokset osoittivat, että koettimen tehtävä olisi voinut yksinkertaisesti epäonnistua, lyömällä Jupiterin epätavallisen kuivaa ja lämpimää sääkohtaa.
“Aivan kuten luulemme, että olemme keksineet jotain, Jupiter muistuttaa meitä siitä, kuinka paljon meidän on vielä opittava”, sanoi Scott Bolton, Juno-tehtävän johtava tutkija San Antonion lounais-tutkimuslaitoksessa. “Junon yllättävä löytö on, että ilmapiiri ei ollut hyvin sekoittunut edes pilvipintojen alla, mikä on mysteeri, jonka yritämme edelleen ratkaista. Kukaan ei olisi voinut arvata, että vesi voi olla niin haihtuvaa tällä planeetalla. '
Aurinkoenergialla toimiva avaruusalus Juno lanseerattiin vuonna 2011. Galileo-koettimella saatujen kokemusten avulla operaatio pyrkii saamaan lukemia veden runsaudesta valtavan planeetan suurilla alueilla. Uudenlainen laite planeettojen tutkimiseen syvässä avaruudessa, Juno Microwave Radiometer (MWR), tarkkailee Jupiteria ylhäältä käyttämällä kuutta antennia, jotka mittaavat samanaikaisesti ilman lämpötilaa eri syvyydessä. Mikroaaltosäteilymittari hyödyntää sitä, että vesi absorboi tiettyjä mikroaaltosäteilyn aallonpituuksia. Mitattuja lämpötiloja käytetään rajoittamaan veden ja ammoniakin määrää syvässä ilmakehässä, koska molemmat molekyylit absorboivat mikroaaltosäteilyä.
Junon tiedetiimi käytti Jupiterin kahdeksan ensimmäisen tieteellisen tutkimuksen aikana kerättyjä tietoja uusien tulosten tuottamiseen. Ne olivat alun perin keskittyneet päiväntasaajan alueelle, koska ilmakehä näyttää sekoittuneen paremmin myös syvyydessä, toisin kuin muut alueet. Radiomittari pystyi keräämään kiertoradaltaan tietoja paljon syvemmältä Jupiterin ilmakehään kuin Galileo-koetin – 150 kilometriä, jossa paine on 33 bar.
Tämän seurauksena tutkijat huomasivat, että Jupiterin päiväntasaajassa on paljon enemmän vettä kuin Galileo-koettimen tietojen mukaan uskottiin. Nyt päätehtävänä on verrata saatuja tuloksia veden saatavuuden analyysiin planeetan muilla alueilla.
