מטרתה המרכזית של ג'ונו היא להמשיך את המחקר שנעשה עד היום על צדק ולהבין טוב יותר את אופן היווצרותו, התפתחותו והרכבו הפנימי. לפי ההיפותזה המקובלת, צדק - שמרבית המסה שלו מורכבת מהגזים הקלים מימן והליום והרכבו דומה בכך להרכב הכימי של השמש - נוצר בשלבים הראשונים של היווצרות מערכת השמש, מכיוון שבאותה תקופה ההרכב הכימי של הדיסקה הקדם־פלנטרית, ממנה נוצרו כוכבי הלכת, היה קרוב מאוד לזה של השמש. יתר כוכבי הלכת במערכת השמש התפתחו בשלבים מאוחרים יותר והושפעו במידה ניכרת מקיומו של צדק, ולכן הבנת תהליכי היווצרותו והתפתחותו היא שלב חשוב בהבנת התפתחות מערכת השמש כולה. בנוסף לכך, מכיוון שכיום יותר ויותר כוכבי לכת חוץ־שמשיים מתגלים, וחלק ניכר מהם הוא ענקי גזים, הבנת מבנהו של צדק ובניית מודל מתמטי המתאר אותו, יאפשר להשתמש בו כאב טיפוס להבנת שאר ענקי הגזים, במערכת השמש ובמערכות פלנטריות אחרות.
אחת השאלות המרכזיות לגבי אופן היווצרותו ומבנהו הפנימי של צדק היא שאלת קיום הליבה במרכזו, הרכבה והמסה שלה. לפי מודל אחד שמעלים חוקרים לאופן ההיווצרות של צדק, ליבתו הראשונית נוצרה בתהליך של ספיחת חומר בדיסקה הקדם־פלנטרית שסבבה את השמש הקדומה, ולאחר מכן נספחה אליה שכבת גז של מימן והליום שעטפה את הליבה (Core Accretion Model). מודל אחר גורס כי צדק נוצר ללא ליבה ראשונית עקב קריסה כבידתית של גז המימן וההליום, בגלל אי-יציבות כבידתית בדיסקה הקדם־פלנטרית (Disc Instability Model). מודלים אלו מנבאים מסה שונה לליבה של צדק ולכן מדידת המסה שלה תאפשר אישוש או הפרכה של המודלים השונים. את הרכבו הפנימי תחקור ג'ונו באמצעות ניסוי כבידתי (ראו ניסוי GS בפסקת מכשור מדעי) שיבחן וריאציות בשדה הכבידתי של צדק, אשר מהן ניתן ללמוד על התפלגותה של מסת צדק. התפלגות המסה בצדק קשורה קשר הדוק למומנט התמד פולרי מנורמל, והמידע שג'ונו צפויה למצוא יעזור לצמצם את האי-ודאות בו ובכך לשקף את המבנה הפנימי של כוכב הלכת.
משימה מרכזית נוספת של ג'ונו היא למדוד ולהעריך את שיעור המים באטמוספירה של צדק. שיעור המים בצדק הפך לשאלה מרכזית לאחר שהגשושית הקודמת לצדק, גלילאו, שלחה גשוש אל תוך האטמוספירה של צדק ומדדה שיעור מים נמוך מאד, בניגוד להשערות החוקרים. אחד ההסברים המקובלים לתעלומה זו הוא שהגשוש נכנס לתוך "נקודה חמה" (Hot Spot) באטמוספירה, בה שיעור המים נמוך ביחס ליתר המקומות (בדומה למדבר בכדור הארץ). בניגוד לגלילאו, ג'ונו לא תחקור את האטמוספירה במקום ספציפי, אלא באמצעות מדידת קרינת גלי המיקרו שפולט צדק, מה שיאפשר לחוקרים לחקור את האטמוספירה הפנימית, מעבר למעבה העננים, עד לעומקים שבהם הלחץ גבוה יותר מ-100 בר (בר אחד קרוב בערכו ללחץ בגובה פני הים בכדור הארץ).
מדידת שיעור המים תאפשר להבין יותר טוב את התפקיד של פלנטיסימלים בהיווצרות מערכת השמש. לפי מודלים שמתארים את היווצרות מערכת השמש, לפלנטיסמלים שנוצרו על ידי מים שקפאו במרחק גדול מספיק מהשמש (מעבר ל"קו השלג"), היה תפקיד מרכזי בהעברת יסודות כבדים וחומרים נדיפים (Volatiles), כמו מים, אל כוכבי הלכת במערכת השמש, ובכללם כדור הארץ. נתון שמתאים להשערה זו הוא השיעור הגבוה בצדק של יסודות כבדים כגון ארגון וחנקן, שמדד הגשוש ששלחה גלילאו אל תוך צדק, מכיוון שפלנטיסימלים יכלו להעשיר את צדק ביסודות אלו. אולם במקרה כזה יש לצפות גם לשיעור מים גבוה בצדק, דבר שלא נמדד על ידי הגשוש, ולכן ג'ונו תבצע מדידה גלובלית של שיעור המים. מדידת המים תאפשר גם לאשש או להפריך מודלים שונים לגבי מיקום היווצרותו של צדק - כאשר לפי חלק מהמודלים צדק לא נוצר במיקומו הנוכחי אלא נדד פנימה. בנוסף, המדידה תסייע בהבנת הקשר בין המבנה הפנימי של הכוכב לבין היווצרותו.
ג'ונו תחקור גם את הדינמיקה והעומק של התופעות המטאורולוגיות המרשימות הנראות על פניו. מדידת העומק של אותן תופעות תאפשר להבין כיצד חלקן מסוגלות להימשך מאות שנים, כגון הכתם האדום הגדול, סופה ענקית בצדק שנצפתה לראשונה לפני יותר מ-300 שנה.
יעד מחקר נוסף של משימת ג'ונו הוא לחקור ולמפות את השדה המגנטי העצום של צדק ואת המגנטוספירה שלו, האזור בחלל שמושפע מהשדה המגנטי, אשר משתרכת לאורך מיליוני קילומטרים. באמצעות חקר השדה המגנטי, ג'ונו תאפשר להבין טוב יותר כיצד פועל תהליך הדינמו שיוצר אותו: בדומה לכדור הארץ, השדה המגנטי של צדק נוצר על ידי תנועה של מוליך חשמלי בתוך כוכב הלכת. אולם בניגוד לכדור הארץ, בו החומר המוליך הוא ברזל מותך בליבה החיצונית, בצדק החומר המוליך הוא מימן, שעקב הלחץ העצום במעמקי כוכב הלכת הופך למימן מתכתי שמתנהג כמוליך. ג'ונו תחקור גם את תופעת זוהר הקוטב בקטביו של צדק, שנוצרת על ידי השדה המגנטי שלו.
אין תגובות:
הוסף רשומת תגובה