行星研究人员绘制木星系统的三维辐射图

利用宇航局朱诺号轨道器上的先进恒星罗盘 (ASC) 和恒星参考单元 (SRU) 收集的数据，科学家绘制出了第一张完整的木星系统 3D 辐射图。除了描述冰卫星木卫二轨道附近高能粒子的强度外，该图还展示了木星环附近较小卫星对辐射环境的影响。

“在朱诺号上，我们尝试创新使用传感器的新方法了解自然，并且以非设计的方式使用了许多科学仪器，”朱诺号首席研究员、西南研究所行星研究员斯科特·博尔顿博士说。

“这是该地区第一张高能量的详细辐射图，对于了解木星辐射环境如何运作具有重要意义。”

“我们能够绘制该地区第一张详细地图意义重大，因为我们没有携带专门用于寻找辐射的仪器。”

“该地图将有助于规划下一代木星系统任务的观测。”

朱诺号的 ASC 仪器由航天器磁力仪臂架上的四台星象相机组成，可以拍摄星象图像以确定航天器在太空中的方向。

但该仪器也是木星磁层高能粒子通量的宝贵探测器。

摄像机记录下了“硬辐射”——一种以足够的能量撞击航天器并穿过 ASC 屏蔽的电离辐射。

“每隔四分之一秒，ASC 就会拍摄一张星星的图像，”朱诺号科学家、丹麦技术大学研究员约翰·莱夫·约根森博士说。

“穿透屏蔽的高能电子会在我们的图像中留下类似于萤火虫踪迹的痕迹。”

“该仪器经过编程可以计算这些萤火虫的数量，从而让我们准确计算出辐射量。”

由于朱诺号的轨道不断变化，该航天器几乎穿越了木星附近的所有太空区域。

ASC 数据表明，木卫二轨道附近的极高能辐射相对于低能辐射比以前认为的要多。

数据还证实，木卫二面向其轨道运动方向的一侧的高能电子比卫星后侧的多。

这是因为，由于木星的自转，木星磁层中的大部分电子从后面超越木卫二，而高能电子则像鱼儿逆流而上一样向后漂移，撞上木卫二的正面。

木星辐射数据并不是 ASC 为该任务做出的首个科学贡献。在抵达木星之前，ASC 数据就已用于测量撞击朱诺号的星际尘埃。

该成像仪还利用相同的尘埃探测技术发现了一颗之前未知的彗星，并区分出了高速撞击朱诺号的微小尘埃所喷射出的航天器小碎片。

与朱诺号的 ASC 一样，SRU 可以作为辐射探测器和低光成像仪。

两种仪器的数据表明，与木卫二一样，在木星环内或边缘附近运行并有助于保持木星环形状的小牧羊卫星似乎也与该行星的辐射环境相互作用。

当航天器在与环卫星或浓密尘埃相连的磁场线上飞行时，ASC 和 SRU 上的辐射计数都会急剧下降。

SRU 还从朱诺号独特的有利位置收集了环的罕见低光图像。

“木星环的形成过程仍有很多谜团，之前的航天器收集到的图像非常少，”SRU 首席联合研究员、美国宇航局喷气推进实验室的研究员海蒂贝克尔博士说。

“有时我们很幸运，可以在镜头中捕捉到一颗小牧羊月亮。”

“这些图像使我们能够更准确地了解环卫星的当前位置，并看到相对于它们与木星距离的尘埃分布情况。”

该研究结果将发表在《地球物理研究快报》上。