Jupiter är en enorm planet, men dess magnetosfär är iögonfallande massiv. Den sträcker sig till nästan 5 miljoner kilometer i genomsnitt, 150 gånger bredare än Jupiter själv och nästan 15 gånger bredare än solen, vilket gör den till en av de största strukturerna i solsystemet.
"Om du skulle titta upp på natthimlen och om vi kunde se konturen av Jupiters magnetosfär, skulle det vara ungefär storleken på månen på vår himmel," sa Jack Connerney, biträdande utredare och chef för Juno-uppdragsmagnetometern team. "Det är en mycket stor funktion i vårt solsystem och det är synd att vi inte kan se det."
Men Juno-rymdskeppet är på väg att förändra vår förståelse av Jupiters magnetosfär och låta forskare att "se" för första gången Jupiters magnetfält.
Och idag tillkännagav NASA att Juno gått in i Jupiters magnetfält. Lyssna på videon nedan när rymdskeppet samlade data när det korsade bågschocken:
En magnetosfär är rymdområdet runt en planet som styrs av planetens magnetfält. Ju starkare magnetfältet, desto större är magnetosfären. Det uppskattas att Jupiters magnetfält är cirka 20 000 gånger starkare än jordens.
Magnetiska fält produceras av så kallade dynamos - en elektrisk ström som skapas genom konvektionsrörelsen i planetens inre. Jordens magnetfält genereras av dess cirkulerande kärna av smält järn och nickel. Men vad skapar Jupiters dynamo? Är det som jordens eller kan det vara väldigt annorlunda? Jupiter består främst av väte och helium, och det är för närvarande okänt om det finns en stenig kärna i planetens centrum.
"Med Jupiter vet vi inte vilket material som producerar planetens magnetfält," sade Jared Espley, Juno-programforskare för NASA: s huvudkontor, "Vilket material som finns och hur djupt inne det ligger är en av frågorna Juno är utformad för att svar."
Juno har ett par magnetometrar som i princip tittar inuti planeten. Magnetometrarna gör att forskare kan kartlägga Jupiters magnetfält med hög noggrannhet och observera variationer i fältet över tid. Instrumenten kommer att kunna visa hur magnetfältet genereras genom dynamo-action djupt i planetens inre, vilket ger den första titten på hur magnetfältet ser ut från ytan till dynamo där det genereras.
"Det bästa sättet att tänka på en magnetometer är som en kompass," sade Connerney. ”Kompasser registrerar riktningen för ett magnetfält. Men magnetometrar expanderar på denna kapacitet och registrerar både magnetfältets riktning och storlek. ”
Men Jupiter har många problem när det gäller att vara trevlig mot instrument. Fångade i magnetosfären är laddade partiklar från solen som bildar intensiva strålningsband runt planeten. Dessa bälten liknar jordens Van Allen-bälten, men är många miljoner gånger starkare.
För att skydda rymdskeppet och instrumentelektroniken har Juno ett strålningsvalv på storleken på en bilstam tillverkad av titan som begränsar strålningsexponeringen för Junos kommando- och datahanteringsbox (rymdskeppets hjärna), kraft- och datadistribueringsenhet (dess hjärta ) och cirka 20 andra elektroniska enheter. Men själva instrumenten måste vara utanför valvet för att göra sina observationer.
Magnetometersensorerna ligger på en bom som är fäst vid en av solpanelerna och placerar dem cirka 12 meter från rymdskeppets kropp. Detta hjälper till att säkerställa att resten av rymdskeppet inte stör magnetometern.
Men det finns andra sätt att hjälpa till att begränsa mängden strålningsexponering, åtminstone i den första delen av uppdraget.
Forskare designade en väg som tar Juno runt Jupiters stolpar så att rymdskeppet lägger så mycket tid som möjligt i de blåsande strålningsbanden runt Jupiters ekvator. Ingenjörer använde också konstruktioner för elektronik som redan är godkänd för den Martiska strålningsmiljön, som är tuffare än jordens, men inte lika hård som Jupiters.
Den elliptiska bana - mellan strålningsbältet och planeten - sätter också rymdskeppet mycket nära Jupiter, cirka 5 000 km ovanför molntopparna, vilket möjliggör en närbildsblick på denna fantastiska planet.
"Detta är vår första möjlighet att göra en mycket exakt kartläggning av kartongens magnetfält på en annan planet," sade Connerney. "Vi kommer att kunna utforska hela det tredimensionella utrymmet runt Jupiter och linda Jupiter i ett tätt nät av observationer av magnetfält som helt täcker sfären."
Genom att studera Jupiters magnetosfär får forskare en bättre förståelse för hur Jupiters magnetfält genereras. De hoppas också kunna mäta hur snabbt Jupiter snurrar, avgöra om planeten har en solid kärna och lära sig mer om Jupiters bildning.
"Det är alltid otroligt att vara den första personen i världen som ser någonting," sade Connerney, "och vi står för att vara de första som tittar ner på dynamo och ser det tydligt för första gången."
Ytterligare läsning: Juno missionssida, NASA-artikel om Junos magnetometer.
