Dankzij een missie-extensie, NASA's Juno sonde blijft om Jupiter draaien, en is slechts het tweede ruimtevaartuig in de geschiedenis dat dit doet. Sinds het op 5 juli 2016 rond de gasreus arriveerde, is Juno erin geslaagd om veel informatie te verzamelen over de atmosfeer van Jupiter, de magnetische en zwaartekrachtomgeving en de interne structuur.
In die tijd heeft de sonde ook enkele adembenemende beelden van Jupiter weten vast te leggen. Maar op 21 december, tijdens de zestiende baan van de sonde van de gasreus, de Juno sonde veranderde dingen toen vier van zijn camera's beelden van de Joviaanse maan Io vastlegden, de poolgebieden lieten zien en een vulkaanuitbarsting zagen.
De beelden zijn vastgelegd met meerdere instrumenten in de wetenschappelijke suite van de sonde, waaronder de JunoCam, de Stellar Reference Unit (SRU), de Jovian Infrared Auroral Mapper (JIRAM) en de Ultraviolet Imaging Spectrograph (UVS). Samen observeerden deze instrumenten meer dan een uur het poolgebied van Io, gedurende welke tijd een onverwachte lavapluim optrad.
Zoals Scott Bolton, de hoofdonderzoeker van de Juno missie en een geassocieerde vice-president van de afdeling Space Science and Engineering van het Southwest Research Institute, uitgelegd in een SwRI-persbericht:
"We wisten dat we baanbrekend waren met een multi-spectrale campagne om het poolgebied van Io te bekijken, maar niemand verwachtte dat we zoveel geluk zouden hebben dat we een actief vulkanisch pluimschietmateriaal van het maanoppervlak zouden zien. Dit is een vrij nieuwjaarscadeau dat ons laat zien dat Juno de mogelijkheid heeft om pluimen duidelijk te zien. "
De JunoCam verwierf de eerste beelden op 21 december om 12:00, 12:15 en 12:20 UTC (08:00, 08:15, 08:20 EDT; 04:00, 04:15, 04:20 PST) respectievelijk. Destijds stond Io op het punt de schaduw van Jupiter binnen te gaan en volledig verduisterd te raken. De resulterende beelden toonden de maan half verlicht, met de vulkaanuitbarsting aan de terminator (de dag-nachtgrens). De timing bleek erg gelukkig voor het Juno-missieteam.
Candice Hansen-Koharcheck, de JunoCam-leider van het Planetary Science Institute, legde uit:
"De grond ligt al in de schaduw, maar door de hoogte van de pluim kan deze zonlicht reflecteren, net zoals bergtoppen of wolken op aarde blijven branden nadat de zon is ondergegaan."
Om 12:40 UTC (08:40 EDT; 04:40 PST) was Io volledig in de schaduw van Jupiter overgegaan en werd donker. Het zonlicht dat weerkaatst op Europa hielp echter om Io en zijn pluim te verlichten. Op dit punt kon de SRU-camera (die is ontworpen om licht van sterren te verzamelen) een beeld vastleggen dat Io liet zien zodra het werd verlicht door het gereflecteerde licht van Europa.
Het helderste kenmerk in de afbeelding (hierboven weergegeven) wordt verondersteld een stralingssignatuur te zijn die wordt gegenereerd door het atmosferische gas en stof in de atmosfeer van Io. Deze deeltjes worden regelmatig door het magnetische veld van Jupiter meegesleurd en vervolgens geïoniseerd, waardoor de enorme stralingsgordels van Jupiter worden gevoed. Er wordt aangenomen dat andere heldere plekken in het beeld het resultaat zijn van activiteit van vulkanen.
Dit was een zeldzame kans, aangezien de SRU niet was ontworpen voor beeldvorming aan het oppervlak. De bemanning maakte ook van de gelegenheid gebruik om het JIRAM-instrument te testen, dat warmte op lange golflengten detecteert. Ontworpen om hotspots in de atmosfeer van Jupiter tussen dag en nacht te detecteren, ontdekte de bemanning dat het instrument ook nuttig was voor het genereren van een beeld van de hotspots op het oppervlak van Io (hieronder weergegeven).
Het ogenschijnlijke doel van de Juno missie was om onder de wervelende wolken van Jupiter te pieken en te leren wat de planeet doet tikken. Deze nieuwste beelden laten zien dat de sonde ook in staat is om de manen van Jupiter te bestuderen, wat zou kunnen leiden tot nieuwe inzichten in hoe interacties tussen de gasreus en zijn belangrijkste satellieten (Io, Europa, Ganymedes en Callisto) beide beïnvloeden.
Neem voor Io de vulkanische activiteit van de maan op, die wordt toegeschreven aan de getijdeninteracties met Jupiter, evenals het bevriezen van de ijle atmosfeer van Io wanneer deze zich in de schaduw van Jupiter bevindt. Er is ook de manier waarop Io's vulkanische activiteit bijdraagt aan de stralingsomgeving van Jupiter en helpt het magnetische veld van de planeet te versterken en vorm te geven.
Deze beelden zijn halverwege genomen tijdens de Juno-missie, die volgens planning in juli 2021 Jupiter in kaart zal brengen en in de atmosfeer van de planeet zal neerstorten. Vóór en daarna gebeuren wetenschappers dat er nog veel meer beelden en bevindingen van deze missie zullen komen.
