Vào ngày 4 tháng 7 năm 2016, tàu vũ trụ Juno đã đến Sao Mộc. Nó là vật thể nhân tạo nhanh nhất trong lịch sử (mặc dù hiện tại nó đã bị tàu thăm dò Mặt trời Parker vượt qua) và là tàu vũ trụ chạy bằng năng lượng mặt trời đầu tiên hoạt động cách xa Mặt trời.
Tàu vũ trụ Juno của NASA đang thực hiện một sứ mệnh đặc biệt, với bốn mục tiêu khoa học hàng đầu là nghiên cứu nguồn gốc, bên trong, bầu khí quyển và từ quyển của Sao Mộc một cách chi tiết chưa từng có.
Các mục tiêu khoa học đầy tham vọng chỉ có thể được thực hiện thông qua một quỹ đạo táo bạo, đưa Juno đi qua các cực của hành tinh, sứ mệnh đầu tiên thực hiện được điều đó.
Ở điểm tiếp cận gần nhất với Sao Mộc, tàu vũ trụ chỉ cách các đám mây vài nghìn km. Nhưng sao Mộc không hiếu khách và sẽ không dễ dàng tiết lộ bí mật của mình.
Tất cả các kế hoạch quỹ đạo này phải được tiến hành trong những hạn chế của môi trường khắc nghiệt của nó: từ trường mạnh của hành tinh bẫy các hạt tích điện vào các vành đai bức xạ cường độ cao và để bảo vệ chống lại điều này, các thiết bị điện tử nhạy cảm nhất của Juno được đặt trong một hầm titan ở mặt đất. trái tim của tàu vũ trụ.
Juno đang thực hiện một loạt các quỹ đạo kéo dài 53 ngày, bao bọc hành tinh trong một ‘mạng lưới’ quỹ đạo – đảm bảo bao phủ toàn bộ tất cả các vĩ độ và kinh độ – để từ trường và lực hấp dẫn của nó có thể được lập bản đồ đầy đủ.
Một số đặc điểm hình ảnh mang tính biểu tượng nhất của Sao Mộc cũng được liên kết với những ẩn số lớn nhất của chúng ta: điều gì cho phép những cơn bão như Vết Đỏ Lớn tồn tại hàng trăm năm?
Các thành phần của khí quyển tạo ra màu sắc đặc trưng trong các đám mây là gì?
Ngoài trọng tải khoa học chính của Juno, còn có JunoCam, một công cụ khoa học công dân cung cấp hình ảnh màu có thể nhìn thấy của các đỉnh mây.
Những hình ảnh này cho thấy Vết Đỏ Lớn đang thu hẹp lại, đồng thời tiết lộ cấu trúc phức tạp của các vùng cực, với nhiều cơn bão xoáy, rộng khoảng 2.000 km.
Những đám mây xoáy ấn tượng trong bầu khí quyển của Sao Mộc đã được chứng minh là kéo dài tới độ sâu 3.000km và người ta cho rằng một số màu sắc trong các đám mây có thể đến từ các luồng khí chứa lưu huỳnh hoặc phốt pho bốc lên từ bên trong ấm hơn.
Và đối với nội thất của sao Mộc? Chúng ta không biết có gì bên trong Sao Mộc và các thiết bị viễn thám của Juno đang giúp chúng ta trả lời câu hỏi lâu nay liệu Sao Mộc có lõi rắn hay không và nếu có thì nó lớn đến mức nào.
Câu hỏi này có thể giúp xác định vị trí của Sao Mộc trong câu chuyện hình thành Hệ Mặt Trời. Các phép đo trọng lực từ Juno chỉ ra rằng bên dưới các đám mây quay khác nhau, Sao Mộc quay gần như một vật rắn, nhưng thành phần vẫn chưa được biết.
Các phép đo của Juno tiếp tục khiến các nhà khoa học ngạc nhiên về khả năng không thể đoán trước của chúng. Từ kế của nó đã báo cáo bằng chứng đầu tiên về từ trường hành tinh thay đổi theo thời gian bên ngoài Trái đất.
Phần lớn sự biến đổi này được cho là có liên quan đến một dị thường từ tính cường độ cao gọi là Vết Xanh Lớn, gần xích đạo.
Có thể những cơn gió khí quyển mạnh của sao Mộc trong khu vực này đã làm biến dạng từ trường theo những cách ấn tượng.
Hiện tại, Juno và các hệ thống con của nó đều đang hoạt động tốt, gửi về vô số dữ liệu phức tạp để các nhà khoa học nghiên cứu, cũng như các hình ảnh thô của JunoCam để công chúng thử nghiệm.
Nhiệm vụ, theo kế hoạch, sẽ quay quanh Sao Mộc cho đến năm 2021 và chúng tôi mong muốn mở khóa nhiều bí ẩn của hành tinh khổng lồ này.
Tiến sĩ Caitriona Jackman là phó giáo sư vật lý vũ trụ tại Đại học Southampton. Bài viết này ban đầu xuất hiện trong số tháng 1 năm 2020 của Tạp chí BBC Sky at Night.