L'ambiente di radiazione planetaria di Giove è il più intenso del sistema solare. La navicella spaziale Juno della NASA ha orbitato intorno al pianeta più vicino di qualsiasi altra missione precedente dal 2016, studiando le sue cinture di radiazione più interne da un'orbita polare unica. L'orbita del veicolo spaziale ha consentito il primo studio completo in latitudine e longitudinale delle fasce di radiazione di Giove. Becker et al. sfruttare questa capacità per segnalare la scoperta di una nuova popolazione di pesanti, ioni ad alta energia intrappolati alle medie latitudini di Giove.

Gli autori hanno applicato una nuova tecnica per rilevare questa popolazione; piuttosto che usare un rivelatore di particelle o uno spettrometro per osservare e quantificare gli ioni, hanno usato il sistema di telecamere per il tracciamento delle stelle di Giunone. Inseguitori di stelle, o unità di riferimento stellari (SRU), sono telecamere di navigazione ad alta risoluzione la cui missione principale è utilizzare le osservazioni del cielo per calcolare l'orientamento preciso del veicolo spaziale. La SRU a bordo della navicella Juno è tra i componenti più pesantemente schermati, offriva una protezione dalle radiazioni sei volte maggiore rispetto agli altri sistemi del veicolo spaziale nella sua volta radioattiva.

Nonostante la sua pesante protezione, ioni ed elettroni con energie molto elevate ancora occasionalmente penetrano nella schermatura e colpiscono il sensore SRU. Questo studio si concentra su 118 eventi insoliti che hanno colpito con un'energia notevolmente superiore rispetto ai tipici elettroni penetranti. Utilizzando la modellazione al computer e gli esperimenti di laboratorio, gli autori hanno determinato che questi ioni hanno depositato 10 e 100 volte più energia di quella depositata dai protoni e dagli elettroni penetranti, rispettivamente.

Per identificare le specie ioniche potenzialmente responsabili, gli autori hanno esaminato la morfologia dei colpi del sensore. Sebbene la maggior parte dei colpi attivi solo diversi pixel, pochi eventi con un angolo di incidenza basso possono creare striature in cui l'energia si deposita mentre la particella penetra nei pixel successivi. Il software di simulazione può prevedere la deposizione di energia di varie particelle che si muovono attraverso la materia, fornendo candidati per gli ioni incontrati da Giunone. Specie ioniche leggere come l'elio o pesanti come lo zolfo potrebbero spiegare almeno alcuni dei colpi osservati, hanno detto gli autori. Le specie dall'elio all'ossigeno potrebbero spiegare tutti i colpi, purché abbiano energie superiori a 100 megaelettronvolt per nucleone.

Finalmente, lo studio attribuisce questi ioni al bordo interno della regione di emissione di sincrotrone, situato a distanze radiali di 1,12-1,41 raggi di Giove e latitudini magnetiche che vanno da 31 gradi a 46 gradi. Questa regione non è stata esplorata da missioni precedenti, e questa popolazione di ioni era precedentemente sconosciuta. Con le energie totali misurate in gigaelettronvolt, rappresentano le particelle a più alta energia mai osservate da Giunone.

Questa storia è ripubblicata per gentile concessione di Eos, ospitato dall'American Geophysical Union. Leggi la storia originale qui.