Jupiters planetariska strålningsmiljö är den mest intensiva i solsystemet. NASA:s rymdfarkost Juno har kretsat runt planeten närmare än något tidigare uppdrag sedan 2016, undersöker dess innersta strålningsbälten från en unik polär bana. Rymdfarkostens bana har möjliggjort den första kompletta latitudinella och longitudinella studien av Jupiters strålningsbälten. Becker et al. utnyttja denna förmåga för att rapportera upptäckten av en ny population av tunga, högenergijoner fångade på Jupiters medelbreddgrader.

Författarna tillämpade en ny teknik för att upptäcka denna population; istället för att använda en partikeldetektor eller spektrometer för att observera och kvantifiera jonerna, de använde Junos stjärnspårningskamerasystem. Stjärnspårare, eller stjärnreferensenheter (SRUs), är högupplösta navigationskameror vars primära uppdrag är att använda observationer av himlen för att beräkna rymdfarkostens exakta orientering. SRU:n ombord på rymdfarkosten Juno är bland de mest skärmade komponenterna, gav sex gånger mer strålskydd än rymdfarkostens andra system i sitt strålvalv.

Trots sitt tunga skydd, joner och elektroner med mycket höga energier penetrerar fortfarande då och då skärmningen och träffar SRU-sensorn. Denna studie fokuserar på 118 ovanliga händelser som inträffade med dramatiskt högre energi än typiska penetrerande elektroner. Använda datormodellering och laboratorieexperiment, författarna fastställde att dessa joner avsatte 10 och 100 gånger mer energi än deponerades av penetrerande protoner och elektroner, respektive.

För att identifiera potentiellt ansvariga jonarter, författarna undersökte morfologin hos sensorslagen. Även om de flesta slag bara utlöser flera pixlar, några få händelser med låg infallsvinkel kan skapa streck där energi avsätts när partikeln penetrerar successiva pixlar. Simuleringsprogramvara kan förutsäga energiavsättningen av olika partiklar som rör sig genom materia, tillhandahålla kandidater för de joner som Juno stött på. Jonarter så lätta som helium eller så tunga som svavel kan stå för åtminstone några av de observerade anfallen, sa författarna. Arter från helium genom syre kan stå för alla slag, förutsatt att de har energier som överstiger 100 megaelektronvolt per nukleon.

Till sist, studien tillskriver dessa joner den inre kanten av synkrotronemissionsområdet, belägen på radiella avstånd på 1,12–1,41 Jupiterradier och magnetiska breddgrader som sträcker sig från 31 grader till 46 grader. Denna region har inte utforskats av tidigare uppdrag, och denna population av joner var tidigare okänd. Med totala energier mätt i gigaelektronvolt, de representerar de partiklar med högst energi som Juno hittills observerat.

Den här historien är återpublicerad med tillstånd av Eos, värd av American Geophysical Union. Läs originalberättelsen här.