Crédito:NASA
El tiempo es extraordinariamente importante en muchos aspectos de la astronomía. Si un astrónomo o su instrumento miran hacia el lado equivocado en el momento equivocado, podrían perderse algo espectacular. Alternativamente, hay momentos en los que nuestros instrumentos capturan algo inesperado en regiones del espacio que estábamos buscando algo más. Eso es exactamente lo que sucedió recientemente cuando un equipo de científicos, dirigido por Rohini Giles en el Southwest Research Institute, vio una imagen de lo que probablemente sea un meteoro impactando la atmósfera de Júpiter.
El equipo recopila datos del UVS, uno de los instrumentos de Juno, La misión de la NASA encargada de estudiar de cerca el planeta más grande del sistema solar. UVS es el espectrógrafo ultravioleta de Juno, que recopila datos en los espectros ultravioleta de 68 a 210 nm. Su misión principal es estudiar la atmósfera de Júpiter y observar sus impresionantes auroras.
Recientemente, al revisar un lote de imágenes provenientes del sensor, uno de los colegas del Dr. Giles notó un gran aumento en el brillo en un área fuera de la zona auroral normal. Como ocurre con muchas otras ciencias, este descubrimiento comenzó cuando alguien encontró datos interesantes cuando no esperaba verlos.
El primer pensamiento del equipo fue eliminar otras fuentes que podrían haber causado el pico. Primero eliminaron la aurora que estaban buscando como parte de su investigación normal. Esta área del planeta donde apareció el pico estaba fuera de los límites normales de las auroras que estudiaron.
A continuación, buscaron comprender si podría haber sido un evento luminoso transitorio (TLE) que había aparecido anteriormente en sus datos. Estos TLE, comúnmente conocido por los extravagantes nombres de "elfos" o "duendes, "se cree que son casos de relámpagos en la atmósfera superior de Júpiter. Si bien se han visto en la misma área general del evento, Los TLE son similares a las auroras en términos de su perfil espectral, y nunca se había visto ninguno que se acercara al tamaño o escala del evento que UVS capturó esta vez.
Júpiter tiene una aurora espectacular, como esta vista capturada por el telescopio espacial Hubble. Las auroras se forman cuando las partículas cargadas en el espacio que rodea al planeta se aceleran a altas energías a lo largo del campo magnético del planeta. Crédito:NASA, ESA, y J. Nichols (Universidad de Leicester)
Una verificación final requirió comprender si los datos eran un artefacto de la propia instrumentación. Pero había muchos fotones agrupados en un área espacial particular, por lo que es muy poco probable que se trate de un artefacto. Si la señal fuera, De hecho, causado por error de instrumentación, sería mucho más probable que fuera aleatorio en lugar de concentrarse espacialmente de la forma en que estaba.
A través de este proceso de eliminación, y la navaja de Occam, parece que el equipo se topó con el avistamiento de un meteoro que golpeó la atmósfera de Júpiter. Esta no es la primera vez que los astrónomos notan un evento de este tipo; el más famoso fue el cometa Shoemaker-Levy 9, que impactó a Júpiter en 1994. Sin embargo, esta es la primera detección de Juno, que ha estado en órbita alrededor del planeta desde 2016.
Una ventaja que tiene Juno sobre los esfuerzos de observación anteriores es que, debido a su proximidad, es capaz de detectar impactadores mucho más pequeños. Los científicos estiman que el objeto que observaron pesaba entre 250 y 5, 000 kg. También estiman que hay aproximadamente 24, 000 impactos de un tamaño similar en Júpiter cada año.
Ilustración de cómo podría aparecer un TLE (sprite o elf) en Júpiter. Crédito:NASA / JPL-Caltech / SwRI
Esa cantidad de impactos parece mucho considerando que Juno ha estado en órbita durante casi cuatro años y medio, y solo ha encontrado uno. Sin embargo, en todo ese tiempo en órbita, el tiempo de observación en cada área individual del planeta es menor de lo que podría pensar. La mecánica orbital y las técnicas de estabilización de naves espaciales tienen un gran impacto en la cantidad de tiempo que UVS puede recopilar datos.
Juno está en una órbita elíptica alrededor de Júpiter, y solo pasa por el planeta en su punto más cercano (conocido como "perijove") una vez cada 53 días. Durante cada perijove, el UVS solo puede tomar datos durante aproximadamente 10 horas. Haciendo las cosas aún más complicadas la radiación causa estragos en el sensor, así que si la nave espacial pasa por un área de radiación particularmente alta, no puede recopilar datos útiles.
Ejemplo de un tipo de artefacto de instrumentación al observar Sirius A Crédito:NASA / ESA / H Bond (STSci) / M Barstow (Universidad de Leicester)
Pero eso no es todo:la propia Juno está rotando, que es una forma de estabilizar la órbita de la nave espacial. Gira aproximadamente una vez cada treinta segundos, y dado que el UVS se coloca en un lado de la nave espacial, solo puede recopilar datos durante aproximadamente 7 segundos en cada rotación de la nave espacial, si Juno está en su punto de aproximación más cercano.
Todo esto girando la órbita y la navegación por radiación se suman a muy poca cobertura durante la misión de cuatro años. Con esta pequeña porción de tiempo de observación, la nave aún logró capturar esta espectacular imagen de una reentrada. Y con unas simples estadísticas, el equipo ha calculado que es probable que haya miles más para detectar cada año, si Juno u otra nave espacial o telescopio están mirando en la dirección correcta.
Capturar otro evento de este tipo daría crédito a la teoría de que este evento fue en realidad un bólido (el nombre técnico de estos impactadores). Adicionalmente, permitiría al equipo calcular mejor el número total de impactos sugeridos, y por lo tanto, una estimación aproximada de la cantidad total de material que se agrega a la masa de Júpiter cada año.
Imagen de la UVS de Juno que muestra el impactador indicado y dónde aparece en el planeta. Crédito:Giles et all
No importa cuántos impactos coincidentes capture, el UVS continuará escaneando la aurora y brindando excelentes datos sobre ese espectacular espectáculo de luces. Si ocurre otro impacto, así como, será otro gran ejemplo de sincronización fortuita que juega un papel en la gran ciencia.