مهندسی بی‌نهایت: کاوشگر جونو ناسا؛ افشاگر اسرار مشتری، پادشاه منظومه شمسی

پنجم اوت ۲۰۲۶، پانزدهمین سالگرد پرتاب کاوشگر جونو ناسا بود؛ فضاپیمایی که در سال ۲۰۱۱ با هدف کشف رازهای مشتری، پادشاه سیاره‌های منظومه شمسی، عازم اعماق فضا شد. جونو پس از سال‌ها رویارویی با یکی از خشن‌ترین محیط‌های تابشی در محله خورشیدی‌مان و انجام کشفیات بی‌سابقه، سرانجام در سپتامبر ۲۰۲۵ مأموریت خود را به پایان برد.

کاوشگر جونو تاکنون بسیار بیشتر از آنچه انتظار می‌رفت دوام آورده است. مسیر مداری آن به دور بزرگ‌ترین سیاره منظومه شمسی، بارها آن را از میان طوفانی از تابش‌های خطرناکی عبور داده است که باید از مدت‌ها پیش ابزارها و تجهیزات الکترونیکی‌اش را از کار می‌انداختند. بااین‌حال، جونو هنوز زنده است: یکی از بزرگ‌ترین کارآگاهان سیاره‌ای که تاکنون ساخته شده، همچنان در اطراف مشتری می‌چرخد و کاملاً عملیاتی است.

جونو در چهارم ژوئیه ۲۰۱۶ وارد مدار مشتری شد و تا ۲۱ ژوئیه ۲۰۲۱ مأموریت اصلی‌اش را با موفقیت به پایان برد. بااین‌حال، ناسا مأموریت جونو را به‌مدت چهار سال تمدید کرد تا کاوشگر فرصت بیشتری برای گردش به‌دور مشتری و ملاقات نزدیک با قمرهای اسرارآمیز این غول گازی داشته باشد. با پایان مأموریت تمدیدشده جونو در سپتامبر ۲۰۲۵، انتظار می‌رفت ناسا به‌روزرسانی جدیدی درمورد وضعیت جونو ارائه دهد.

اما در اتفاقی عجیب، دقیقاً در همان روزی که مأموریت جونو به پایان رسید، دولت آمریکا و تمام سازمان‌های فدرال، ازجمله ناسا وارد طولانی‌ترین تعطیلی دولت در تاریخ ایالات متحده شدند. این تعطیلی بخش بزرگی از فعالیت‌های سازمان فضایی را متوقف و محدود کرد و موجب شد که در آن زمان هیچ به‌روزرسانی و بیانیه‌ای در مورد وضعیت جونو منتشر نشود.

از آن زمان، سرنوشت جونو به شکلی عجیب و کم‌سابقه مبهم شده است. مأموریت رسمی‌اش به پایان رسیده، اما خود فضاپیما همچنان می‌تواند در مدار مشتری به حرکت ادامه دهد و ابزارهایش با وجود فرسودگی، هنوز قادر به انجام مشاهدات علمی هستند. بعدها کنگره بودجه سال مالی ۲۰۲۶ ناسا را تصویب کرد و جونو را از خطر حذف‌شدن نجات داد، اما این به معنای آغاز خودکار مأموریت تمدیدشده جدید نبود.

با توجه به آنکه در بودجه ۲۰۲۶ ناسا، رقمی پایین در حد فقط ۲۷٫۲ میلیون دلار برای ادامه فعالیت جونو اختصاص داده شده، بعید است مأموریت رسمی تازه‌ای برای این کاوشگر تعیین شود. جونو هنوز داده‌های ارزشمندی به زمین می‌فرستد، اما وضعیت کنونی‌اش نمی‌تواند برای همیشه ادامه پیدا کند. سرانجام، سرنوشت جونو این است که در آسمان‌های طوفانی مشتری سقوط کند و در آنجا نابود شود. این اتفاق هر زمان که رخ دهد، میراث فضاپیما در تاریخ اکتشافات سیاره‌ای ماندگار خواهد بود.

دانشمندان تصور می‌کردند شناخت نسبتاً خوبی از مشتری دارند؛ اما جونو تصویری کاملاً متفاوت به آن‌ها نشان داد. طوفان‌هایی با اشکال هندسی عجیب و ابعادی غول‌پیکر در حد قاره‌های زمین و در آرایش‌هایی غیرمعمول اما پایدار، پیرامون قطب‌های مشتری می‌رقصند. به نظر می‌رسد سنگین‌ترین مواد این سیاره در جو آن باقی مانده‌اند، درحالی‌که قلب عمیق آن برخلاف انتظار، سبک و مبهم است. ساختار درونی مشتری شبیه لایه‌های منظم و لایه‌لایه‌ای نیست که در دنیاهای سنگی می‌بینیم؛ بیشتر به گرداب‌هایی درهم‌آمیخته از جوهرهایی با رنگ‌های مختلف شباهت دارد.

و جونو فقط برای درک مشتری به آنجا نرفت. این فضاپیما مأموریتی بزرگ‌تر هم داشت: کشف چگونگی تولد کل منظومه شمسی. مشتری احتمالاً نخستین سیاره‌ای بود که پس از شکل‌گیری خورشید، به تدریج متولد شد. در زیر لایه‌های ابری این سیاره، روایتی از آغاز همه چیزهایی که در اطراف خود می‌بینیم پنهان شده است.

اسکات بولتون، پژوهشگر اصلی مأموریت جونو در مؤسسه پژوهشی جنوب‌غربی در سن‌آنتونیو تگزاس، می‌گوید: «داستان پشت ساخت جونو همین بود: به مشتری برویم و از هر راهی که می‌دانیم، به درون آن نگاه کنیم تا بفهمیم در اوایل منظومه شمسی چه اتفاقی افتاد که این سیاره را شکل داد و این سیاره چه نقشی در شکل‌گیری ما داشت.»

استیو لوین، دانشمند پروژه جونو در آزمایشگاه پیشرانش جت ناسا، می‌گوید هرگاه مأموریتی یک سیاره یا قمر را از نزدیک بررسی می‌کند، «از چیزی که پیدا می‌کند شگفت‌زده خواهید شد». اما چیزی که واقعاً می‌خواهید این است که «نظریه‌پردازان را وادار کنید همه چیز را از پنجره بیرون بریزند و از نو شروع کنند». جونو بیش از هر مأموریت دیگری در حوزه علوم سیاره‌ای، کتاب‌های درسی را زیرورو کرده است. لوین می‌گوید: «سفر فوق‌العاده‌ای بوده» و دانشمندان دیگر هرگز به مشتری یا منظومه شمسی به همان شکل قبلی نگاه نخواهند کرد.

در اواخر دهه ۱۹۷۰، دوقلوهای وویجر نخستین نگاه دقیق و تماشایی بشر به پادشاه منظومه شمسی را ارائه دادند. برخلاف جونو، الهه اسطوره‌ای، این فضاپیماها نمی‌توانستند رازهای پنهان مشتری را ببینند؛ اما تصاویرشان آن‌قدر الهام‌بخش بود که بولتون که در آن زمان دانشجوی دانشگاه بود، تحت تأثیر قرار گرفت. او می‌گوید: «من از طرفداران دوآتشه پیشتازان فضا بودم و همیشه خیال سفر در فضا و کشف اینکه باقی جهان چگونه است را در سر داشتم.» وقتی یکی از کارکنان آزمایشگاه پیشرانش جت در مدرسه او سخنرانی کرد و تصاویر حیرت‌انگیز وویجر ۱ از مشتری و گرداب‌های طوفانی آن را به نمایش گذاشت، بولتون شیفته شد: «هرگز چیزی شبیه آن ندیده بودم.»

در سال ۱۹۸۰، بولتون در آزمایشگاه پیشرانش جت مشغول به کار شد؛ درست زمانی که وویجر ۱ آماده می‌شد به زحل برسد. بعدها او به پروژه گالیله پیوست؛ مأموریتی برای مطالعه جو و میدان مغناطیسی مشتری که از سال ۱۹۹۵ تا ۲۰۰۳ در مدار این سیاره فعالیت کرد. گالیله نخستین فضاپیمایی بود که به دور یک سیاره خارجی منظومه شمسی به گردش درآمد و نخستین فضاپیمایی بود که یک کاوشگر را به درون جو آن فرستاد. هرچند گالیله به ترسیم تصویری سه‌بعدی از مشتری کمک کرد، بخش‌های زیادی از این جهان همچنان ناشناخته باقی ماند؛ به‌ویژه هسته آن، عمق و ماهیت طوفان‌هایش و مناطق قطبی که از دیدرس خارج بودند.

بولتون سرانجام به نتیجه‌ای اجتناب‌ناپذیر رسید: علم باید جونو، این الهه اسطوره‌ای را به واقعیت تبدیل کند. با آغاز هزاره جدید، فضاپیمایی با هزینه ۱٫۱ میلیارد دلار شکل گرفت. درحالی‌که انتظار می‌رفت، جونو مانند اغلب فضاپیماهای فعال در فضای دوردست، به مولدهای ترموالکتریک رادیوایزوتوپی مجهز باشد، ناسا تصمیم گرفت از سه آرایه غول‌پیکر خورشیدی برای تأمین انرژی فضاپیما استفاده کند. هرچند نور خورشید در اطراف مشتری ۲۵ برابر ضعیف‌تر از اطراف زمین است، پیشرفت سلول‌های خورشیدی و طراحی بسیار کم‌مصرف جونو، امکان بهره‌گیری از انرژی خورشیدی را فراهم کرد.

سه پنل خورشیدی بزرگ، مجموعه‌ای از ابزارهای علمی را تغذیه می‌کردند که می‌توانستند به اعماق ابرهای مشتری نفوذ کنند؛ برخی از این ابزارها قادر بودند انواع مختلف تابش‌های منتشرشده از اعماق سیاره را شناسایی کنند. یکی از تجهیزات نیز می‌توانست تغییرات بسیار کوچک در میدان گرانشی مشتری را که بر فضاپیما اثر می‌گذاشت اندازه بگیرد و به دانشمندان امکان دهد ساختار درونی آن را تعیین کنند.

از آنجایی که در سفرهای فضایی هر مقدار وزن اضافه اهمیت زیادی دارد، طرح‌های اولیه جونو فاقد دوربین تصویربرداری بودند. برای دستیابی به اهداف علمی مأموریت، دوربین ضرورتی نداشت. اما کندیس هانسن-کوهارچک، از اعضای تیم جونو و دانشمند ارشد مؤسسه علوم سیاره‌ای در توسان آریزونا، به یاد می‌آورد که بولتون گفته بود: «ما نمی‌توانیم بدون دوربین به مشتری برویم.» مأموریت جونو ممکن بود به‌کلی درباره بررسی اسرار پنهان زیر ابرهای مشتری باشد، اما چه کسی دوست ندارد نگاهی هم به طوفان‌های غیرمعمول و گرداب‌های بخارآلود این سیاره بیندازد؟ بدین ترتیب، «جونوکم» (JunoCam) با هدایت هانسن-کوهارچک به مجموعه ابزارهای فضاپیما اضافه شد.

بزرگ‌ترین مشکلی که طراحان مأموریت با آن روبه‌رو بودند، یافتن راهی برای محافظت از کاوشگر بود. محیط فضایی پیرامون مشتری واقعاً مکانی بسیار نامساعد است. حلقه‌ای چنبره‌ای‌شکل از تابش‌ها پیرامون استوای سیاره گردش می‌کند که نه‌تنها برای انسان‌ها مرگبار است، بلکه به‌شدت به تجهیزات الکترونیکی آسیب می‌زند. درنهایت، این تابش‌ها هر فضاپیمایی را که در مسیرشان قرار گیرد، از کار خواهند انداخت. جونو برای به‌تعویق‌انداختن این سرنوشت اجتناب‌ناپذیر، از دو روش برای گریز از پرتوها استفاده می‌کند.

نخست، جونو در مداری حرکت می‌کند که بارها آن را از فراز قطب‌های مشتری عبور می‌دهد؛ مناطقی که میزان تابش در آنها کمتر است. در هر دور گردش، جونو تا فاصله حدود ۵هزار کیلومتری به ابرهای مشتری نزدیک می‌شود و می‌تواند درحالی‌که مدت محدودی در معرض تابش شدید قرار دارد، مشاهدات علمی دقیق انجام دهد. روش دوم این است که حیاتی‌ترین تجهیزات الکترونیکی فضاپیما درون محفظه‌ای تیتانیومی قرار گرفته‌اند. بدنه فضاپیما در معرض تابشی معادل بیش از ۱۰۰ میلیون تصویر رادیوگرافی دندان قرار می‌گیرد؛ اما میزان تابشی که به تجهیزات داخل محفظه می‌رسد، حدود ۸۰۰ برابر کمتر است.

تیم مأموریت جونو امیدوار بود این راهکارها بتوانند فضاپیما را دست‌کم یک سال زنده نگه دارند، اما دانشمندان تنها می‌توانستند به حدس‌ها و برآوردهای علمی تکیه کنند. هایدی بکر، پژوهشگر آزمایشگاه پیشرانش جت ناسا و عضو تیم جونو که مسئول پایش محیط تابشی بود، می‌گوید: «هیچ‌کس تاکنون در مدار قطبی قرار نگرفته بود. هیچ‌کس هم تا آن زمان از میان کمربندهای تابشی عبور نکرده بود.»

تنها راه برای فهمیدن اینکه روش‌های به‌کار گرفته‌شده جواب می‌دهند یا نه، رفتن به آنجا بود. بکر می‌گوید: «من مدتی بسیار طولانی به مشتری نگاه کرده‌ام.» او احساس می‌کرد این سیاره پیش از پرتاب، اعضای تیم جونو را به مبارزه می‌طلبد: «خب، بیا جلو. ببینیم می‌توانی از پسش بربیایی.»

جونو در سال ۲۰۱۱ برفراز قوی‌ترین پیکربندی موشک اطلس ۵ که در آن زمان توانمندترین پرتابگر عملیاتی آمریکا بود، زمین را ترک کرد و پس از سفری به طول ۲٫۷ میلیارد کیلومتر به مشتری رسید. این فضاپیما خیلی زود در مدار قطبی این دنیای غول‌پیکر قرار گرفت و بکر و اعضای تیم، وقتی متوجه شدند تابش‌ها بلافاصله فضاپیما را از بین نبرده‌اند، نفس راحتی کشیدند.

دانشمندان همچنین خوشحال بودند که دوربین را با خود برده بودند. درست از لحظه‌ای که جونو چشم‌هایش را باز کرد، شاهد رژه‌ای از رنگ‌ها شد که با نیرویی توقف‌ناپذیر در اطراف مشتری جریان داشتند. چشم‌اندازهای پیوسته درحال تغییر، فقط زیبا و شبیه نقاشی نبودند. بولتون می‌گوید: «آن‌ها شبیه آثار هنری هستند»؛ مارپیچ‌ها و جریان‌هایی با ظاهر امپرسیونیستی که در برابر چشم‌ها تا می‌خوردند، قوس می‌زدند و شکوفا می‌شدند. جونو شاید مأموریتی علمی باشد، اما در عین حال مشتری را همچون یک نقاشی زنده از ون‌گوگ آویخته در آسمان به نمایش گذاشت.

جونو تنها چند لحظه پس از قرارگرفتن در مدار مشتری، شروع به آشکارسازی شگفتی‌ها کرد؛ از جو عجیب‌وغریب سیاره گرفته تا طوفان‌های غول‌آسا. لوین می‌گوید وقتی کاوشگر به قطب‌های مشتری نگاه کرد، «چیزی دیدیم که هیچ‌کس پیش‌تر ندیده بود». جونوکم و ابزار نقشه‌برداری فروسرخ جونو به نام «جیرام» (JIRAM)، مجموعه‌ای هشت‌ضلعی از هشت طوفان را مشاهده کردند که گردبادی مرکزی را در قطب شمال احاطه کرده بودند. در همین حال، قطب جنوب پنج طوفان را در آرایشی پنج‌ضلعی نشان می‌داد که گردبادی دیگر را در مرکز محاصره کرده بودند. اندازه هر خوشه از این چرخندها از ایالات متحده بزرگ‌تر است.

بکر می‌گوید تصویر جیرام از چرخندهای پیرامون قطب شمال شبیه «کدوتنبل هالووین زیبا و غول‌پیکر در فضا» بود. این طوفان‌های هندسی فقط چشمگیر نبودند؛ بلکه نمونه مشابهی برایشان وجود نداشت. لوین می‌گوید: «اولین بار که این طوفان‌ها را دیدیم، من همراه گروهی از اعضای تیم علمی بودم. یک نفر واقعاً گفت: «مطمئنید سیاره درست را گرفته‌اید؟» و البته فقط نیمی از حرفشان شوخی بود.

آرایش طوفان‌ها در هر قطب، به‌طرز عجیبی پایدار به نظر می‌رسید: طوفان‌ها جابه‌جا می‌شدند و به یکدیگر تنه می‌زدند، اما هیچ‌کدام ناپدید نمی‌شدند. تا امروز نیز کسی توضیح قطعی برای این موضوع ندارد که چرا تعداد طوفان‌ها در دو قطب متفاوت است یا چرا الگوی حرکت و رقص آن‌ها ظاهراً هرگز تغییر نمی‌کند. الساندرو مورا، پژوهشگر مؤسسه ملی اخترفیزیک ایتالیا در رم و مسئول ابزار نقشه‌برداری فروسرخ جونو، می‌گوید: «نحوه پایداری این چرخندها در قطب‌ها هنوز معماست.»

مشهورترین طوفان مشتری، لکه سرخ بزرگ است؛ هیولایی به رنگ زنگ‌آهن که آن‌قدر بزرگ است که می‌تواند کل زمین را در خود جای دهد. این طوفان که چند قرن پیش برای نخستین بار مشاهده شد، در طول زمان شکل خود را تغییر می‌دهد و شاید روزی کاملاً ناپدید شود. اما پیش از رسیدن جونو، دانش اخترشناسان درباره آن تنها به سطح طوفان محدود می‌شد. تیم جونو با بررسی تابش منتشرشده از گازهای متلاطم لکه و اندازه‌گیری کشش گرانشی آن دریافت که این طوفان تا عمق حدود ۴۸۰ کیلومتری زیر قله ابرها امتداد دارد؛ یعنی تقریباً ۵۵ برابر ارتفاع اورست.

جای تعجب نیست که مشتری، سیاره‌ای پوشیده از طوفان، رعدوبرق‌های فراوان داشته باشد. کاوشگرهای وویجر نیز در سال ۱۹۷۹ رعدوبرق‌هایی را مشاهده کرده بودند که در میان ابرهای سیاره می‌درخشیدند. اما بکر می‌گوید جونو «نوعی از رعدوبرق را کشف کرد که روی زمین وجود ندارد»؛ پدیده‌ای که ظاهراً قوانین فیزیک را به چالش می‌کشید.

مانند بسیاری از فضاپیماها، جونو نیز دوربین ستاره‌ای دارد؛ ابزاری که از درخشش نقطه‌ای ستارگان برای تعیین جهت‌گیری فضاپیما در فضا و کمک به ناوبری استفاده می‌کند. این دوربین می‌تواند رعدوبرق را نیز به شکل نقاط درخشان ثبت کند. هنگامی که جونو به سمت تاریک مشتری نگاه کرد، جرقه‌های ریزی را مشاهده کرد که حاصل آذرخش‌هایی در ارتفاع بسیار بالا بودند.

آذرخش در چنین ارتفاعات بالایی اصلاً منطقی نبود. برای ایجاد رعدوبرق، آب مایع باید با بلورهای یخ برخورد کند تا جرقه ایجاد شود. در سال ۱۹۷۹، مأموریت وویجر رعدوبرق‌هایی را شناسایی کرده بود که از ابرهای عمیق و مرطوب می‌آمدند؛ جایی که فشار خفه‌کننده جو بالای سر، دما را به اندازه‌ای بالا می‌برد که آب مایع بتواند وجود داشته باشد. اما جرقه‌های ثبت‌شده توسط جونو، از لایه‌های بالایی جو مشتری می‌آمدند؛ منطقه‌ای آن‌قدر سرد که انتظار می‌رود تنها بلورهای یخ در آن وجود داشته باشند.

تیم جونو پس از آنکه مدتی را صرف مطالعه ابرهای عظیم مشتری کرد، فهمید چه اتفاقی در حال رخ‌دادن است. نوک ابرهای مشتری سرشار از آمونیاک است و طوفان‌ها می‌توانند یخ را به ارتفاعات بالای جو پرتاب کنند؛ جایی که یخ با آمونیاک ترکیب می‌شود. این ماده شیمیایی مانند ضدیخ عمل می‌کند و باعث می‌شود آب یخ‌زده به قطرات مایع تبدیل شود. هنگامی که این قطرات با بلورهای یخی که به سمت بالا پرتاب شده‌اند برخورد می‌کنند، جریان الکتریکی و درنتیجه آذرخش‌هایی در ارتفاع بسیار زیاد ایجاد می‌شود.

اما آن کشف، معمایی دیگر را آشکار کرد. درست است که ابرهای آمونیاک-یخ احتمالاً بر آسمان مشتری غالب‌اند، اما جونو دریافت که در برخی قسمت‌ها در بالاترین لایه‌های جو، آمونیاک بسیار کمی وجود دارد. این موضوع با انتظارها سازگار نبود: جو مشتری به‌شدت متلاطم به نظر می‌رسد؛ چیزی شبیه تخم‌مرغ خامی که کاملاً هم زده شده باشد. بنابراین باید انتظار داشت تمام اجزای آن با یکدیگر مخلوط و گازها تقریباً به‌طور یکنواخت توزیع شده باشند. پس چگونه ممکن است در بخش‌های مختلف سیاره، چاه‌هایی به عمق حدود ۱۴۵ کیلومتر وجود داشته باشد که فاقد آمونیاک هستند؟

کریس موکل، دانشمند علوم سیاره‌ای در دانشگاه کالیفرنیا، برکلی، می‌گوید: «هیچ نظریه‌ای وجود نداشت که حتی از دور بتواند این موضوع را توضیح دهد.» نخستین واکنش وی این بود که «محال است این درست باشد». اما داده‌ها کاملاً معتبر بودند.

برای توضیح فقدان آمونیاک، ایده‌ای پیچیده شکل گرفت. هنگامی که آمونیاک موجود در ارتفاعات، آب یخ‌زده‌ی درحال صعود را به مایع تبدیل می‌کند، آب و آمونیاک با یکدیگر پیوند می‌خورند و دوغابی عجیب با پوسته‌ای از یخ‌آب تشکیل می‌دهند. در نهایت، توده‌های دوغابی به اندازه توپ سافت‌بال که درون یخ محصور شده‌اند، دوباره به سمت داخل سیاره سقوط می‌کنند و در اعماقی ذوب می‌شوند که تصور می‌شود برای شناسایی آنها با ابزارهای جونو بیش از حد زیاد است.

نظریه توصیف‌شده برای چند سال آن‌قدر عجیب و پیچیده به نظر می‌رسید که کسی گمان نمی‌کرد واقعی باشد. اما موکل و همکارانش به لطف قدرت رادیومتر مایکروویو جونو متقاعد شدند. این ابزار می‌تواند امواجی رادیویی را اندازه‌گیری کند که وجود ترکیبات شیمیایی مختلف را آشکار می‌کنند. جونو در یکی از مدارهای خود، افزایش ناگهانی تولید آمونیاک را در عمقی غیرمعمول درون سیاره ثبت کرد. به گفته موکل، این نشانه روشنی بود که گوی‌های یخی از آسمان باریده و در اثر ذوب‌شدن، دوغاب آب-آمونیاک محبوس‌شده در خود را آزاد کرده‌اند. پژوهشگران این پدیده جوی منحصربه‌فرد را «گلوله‌های خمیری» (ماش‌بال) نامیدند.

جونو همچنین ابزارهای خود را به سوی میدان مغناطیسی مشتری نشانه گرفت؛ بزرگ‌ترین ساختار در منظومه شمسی که دست‌کم تا نزدیکی زحل، سیاره همسایه‌اش امتداد دارد. اما جونو دریافت که میدان مغناطیسی مشتری نامنظم و نامتقارن است؛ به‌طوری که در نیم‌کره شمالی آشفتگی بیشتری از نیم‌کره جنوبی دارد. همچنین در نزدیکی استوا، تمرکز شدیدی از مغناطیس وجود دارد؛ ناحیه‌ای که به‌طرزی گیج‌کننده، لکه آبی بزرگ نامیده می‌شود.

خصوصیات مغناطیسی مشتری ویژگی‌هایی عجیب‌اند، اما عجیب‌تر از همه، اصل وجود چنین میدان مغناطیسی عظیمی است؛ زیرا مشتری برخلاف زمین، فاقد آهن و نیکل مایع و چرخانی است که میدان مغناطیسی زمین را ایجاد می‌کنند. در عوض، مشتری اقیانوسی از هیدروژن تحت فشار بسیار بالا دارد؛ آن‌قدر شدید که الکترون‌ها از اتم‌های منفرد هیدروژن جدا می‌شوند و آن را به سیالی الکتریکی، عجیب و شبیه فلز تبدیل می‌کنند. همین سیال، میدان مغناطیسی قدرتمند مشتری را ایجاد می‌کند.

در زیر دریای هیدروژنی مشتری، معمایی به‌مراتب بزرگ‌تر نهفته است: اینکه درونی‌ترین بخش هسته سیاره دقیقاً از چه چیزی تشکیل شده است. آنچه جونو در آنجا یافت، دانشمندان را کاملاً حیرت‌زده کرد.

پیش از رسیدن جونو، درباره ساختار درونی مشتری دو دیدگاه اصلی وجود داشت. نخست اینکه سیاره ممکن است هسته‌ای متراکم از مواد سنگی و فلزی داشته باشد که چندان متفاوت از هسته سایر دنیاها نیست. اگر چنین هسته‌ای وجود داشته باشد، احتمالاً مشتری مثل سیاره‌های بخش درونی منظومه شمسی، از طریق تجمع تدریجی گاز و مواد جامد شکل گرفته است. فرضیه دوم این بود که مشتری اصلاً هسته ندارد. در عوض، جونو ممکن بود توپی از گاز فوق‌فشرده پیدا کند؛ چیزی که نشان می‌داد شکل‌گیری مشتری تا حدی شبیه تولد ستاره‌ای ناکام بوده است که نتوانسته با جذب گاز کافی، همجوشی هسته‌ای را آغاز کند.

بولتون می‌گوید: «درواقع هیچ‌کدام از این دو فرضیه درست نبود.» جونو دائماً از طریق امواج رادیویی با زمین در ارتباط است و دانشمندان به‌طرز جالب از همین طریق توانستند وجود هسته را حس کنند. به‌طور دقیق، جرم ناهمگون مشتری باعث می‌شود جونو گاهی سرعت بگیرد و گاهی کند شود؛ بسته به اینکه نیروی گرانشی واردشده بر آن چقدر باشد. این تغییرات سرعت، تغییرات ظریفی در طول موج سیگنال‌های رادیویی ارسالی و دریافتی جونو ایجاد می‌کنند؛ تغییراتی که دانشمندان می‌توانند از آنها برای تعیین ساختار درونی مشتری استفاده کنند.

آنچه دانشمندان یافتند، در ابتدا کاملاً بی‌معنی به نظر می‌رسید. جونو در اعماق اقیانوس هیدروژن فلزی، هسته‌ای درونی شناسایی کرد که دقیقاً معلوم نیست چیست. شاید این هسته جامد باشد، اما پژوهشگران نمی‌توانند با اطمینان بگویند.

رایان پارک، پژوهشگر آزمایشگاه پیشرانش جت و یکی از مسئولان آزمایش گرانشی جونو، می‌گوید: «این هسته به‌تدریج با لایه‌های اطرافش درهم می‌آمیزد.» به نظر می‌رسد هیدروژن و مواد تشکیل‌دهنده هسته با یکدیگر مخلوط شده‌اند. این وضعیت با اعماق زمین بسیار متفاوت است؛ جایی که گوشته سنگی سبک‌تر روی هسته متراکم‌تر آهن و نیکل قرار دارد و میان این دو، مرزی مشخص و قطعی وجود دارد. لوین می‌گوید: «صادقانه بگویم، نمی‌دانیم چطور باید این را توضیح دهیم.» و ماجرا از این هم عجیب‌تر می‌شود.

خورشید و مشتری هر دو سرشار از هیدروژن و هلیوم‌اند، اما انتظار می‌رود مقداری از عناصر سنگین‌تر نیز در آنها وجود داشته باشد. مشتری به‌عنوان سیاره‌ای عظیم که به احتمال زیاد هنگام شکل‌گیری، تکه‌های سنگی و یخی در ابعاد سیاره‌ای را بلعیده است، باید عناصر سنگین بسیار بیشتری نسبت به خورشید داشته باشد. جونو نیز واقعاً دریافت که مشتری سه تا چهار برابر خورشید دارای عناصر سنگین است. مشکل اینجاست که به نظر می‌رسد این عناصر عمدتاً در جو فوقانی یافت می‌شوند و در مقابل، هسته درونی نسبتاً فاقد آنها است. تمام این مواد سنگین باید تحت تأثیر گرانش به سمت هسته فرو بروند. اما ظاهراً چنین اتفاقی نیفتاده است. اگر هسته این‌قدر سبک است، پس اصلاً از چه چیزی تشکیل شده؟

دانشمندان با شتاب در جست‌وجوی پاسخ‌اند. این هسته مبهم با هیچ‌یک از مدل‌های شکل‌گیری سیاره‌ها سازگار نیست. برخی دانشمندان پیشنهاد کرده‌اند که شهاب‌سنگی عظیم با هسته‌ای که زمانی جامد بوده برخورد کرده، آن را متلاشی و موادش را به‌زور با اقیانوس هیدروژن فلزی مخلوط کرده است. لوین احتمال می‌دهد که شاید هنوز فیزیک این شرایط را به‌درستی درک نکرده باشیم. او می‌گوید: «ما درباره دماها و فشارهایی صحبت می‌کنیم که بسیار بیشتر از هر چیزی هستند که به آن عادت داریم»؛ شرایطی آن‌قدر غیرعادی که شبیه‌سازی‌شان در آزمایشگاه‌ها دشوار است.

دیگر یافته‌های شگفت‌انگیز جونو به قمرهای مشتری مربوط می‌شوند. بررسی دو قمر یخی، شامل گانیمد دهانه‌دار و اروپای دارای اقیانوسی زیرسطحی که هدف «اروپا کلیپر»، یکی از مأموریت‌های اخیر ناسا برای بررسی حیات فرازمینی است، پرتره‌هایی خیره‌کننده از این دنیاهای پویا به دست داد و در عین حال، برخی ترکیبات شیمیایی غیرمعمول را نیز آشکار کرد. اما قمری به نام آیو بیشترین توجه جونو را به خود جلب کرد و در نتیجه، تکان‌دهنده‌ترین شگفتی را نیز رقم زد.

مورا می‌گوید: «آیو قمری بسیار عجیب است؛ زیرا آتشفشانی‌ترین جرم در میان تمام اجرام [شناخته‌شده] محسوب می‌شود.» سطح آن که آمیزه‌ای از رنگ‌های نارنجی سوخته، زرد بیمارگونه و سرخ تیره است، پوشیده از دهانه‌های سنگی مملو از گدازه و همچنین آتشفشان‌هایی است که فوران‌هایشان مواد ماگمایی را به فضا پرتاب می‌کنند. این مواد در ارتفاع بالا، پیش از آنکه به درون آسمان مشتری فرو بروند، بر اثر نور خورشید یونیزه می‌شوند و شفق‌هایی بسیار درخشان به‌وجود می‌آورند.

دانشمندان از دهه ۱۹۷۰ می‌دانستند که فعالیت آتشفشانی آیو از مدار بیضوی آن به دور مشتری نیرو می‌گیرد. وقتی آیو به مشتری نزدیک‌تر می‌شود، کشش گرانشی بیشتری از سوی سیاره دریافت می‌کند و وقتی دورتر می‌شود، این کشش ضعیف‌تر است. این کش‌وقوس مداوم، قمر را مانند خمیری در دست ورز می‌دهد و در سنگ جامد، جزرومدهایی با ارتفاع بیش از ۹۰ متر ایجاد می‌کند. تمام این حرکات، اصطکاک زیاد و گرمای فراوانی به وجود می‌آورد و در نهایت مقدار عظیمی ماگما تولید می‌کند.

بسیاری تصور می‌کردند که سازوکار درون آیو که گرمایش کشندی نام دارد، آن‌قدر قدرتمند است که به‌جای مخازن کوچک و مجزای ماگما که آتشفشان‌های زمین را تغذیه می‌کنند، اقیانوسی پیوسته از ماگما در زیر سطح قمر ایجاد کرده است. کاوشگر گالیله نیز ظاهراً از این ایده پشتیبانی می‌کرد: این فضاپیما لایه‌ای رسانای الکتریکی را در زیر پوسته آیو شناسایی کرده بود که وجود دریایی از ماگما را تداعی می‌کرد.

اما وقتی جونو در دو نوبت با فاصله‌ای خطرناک از آیو عبور کرد و تا حدود ۱۴۵۰ کیلومتری سطح خشن آن نزدیک شد، هیچ اثری از اقیانوس کم‌عمق ماگما پیدا نکرد. مورا اکنون گمان می‌کند ماگمای آیو در شبکه‌ای از تونل‌های سنگی تقسیم شده است که گاهی در جاهایی که به سطح می‌رسند، ماگما را به دهانه‌های باز سنگی می‌رسانند.

هیچ‌کس با اطمینان نمی‌داند. مطابق سبک همیشگی جونو، این مشاهدات به‌جای پاسخ، پرسش‌های بیشتری ایجاد کرده‌اند. اما دست‌کم تا زمانی که دانشمندان به راه‌حل‌های احتمالی فکر می‌کنند، می‌توانند از تماشای خشم مهارنشدنی آیو شگفت‌زده شوند.

بولتون می‌گوید: «ما بزرگ‌ترین فوران ثبت‌شده تاکنون را کشف کردیم.» در دسامبر ۲۰۲۴، ابزار فروسرخ جونو افزایش ناگهانی دما را در نیم‌کره جنوبی آیو شناسایی کرد؛ رویدادی که برای مدت کوتاهی ابزار جیرام فضاپیما را کور کرد. این فوران انفجاری عظیم، گدازه را در منطقه‌ای به وسعت بیش از ۱۰۳هزار کیلومتر مربع پخش کرده بود؛ مساحتی که برای پوشاندن حدود یک‌چهارم کالیفرنیا کافی است. این فوران، حجمی از انرژی را تولید کرد که بیش از مجموع انرژی تولیدشده توسط بشر در طول یک سال است. بولتون افزود: «و ما هنوز می‌بینیم که این فعالیت ادامه دارد.»

از هر نظر که حساب کنیم، جونو باید تاکنون از بین می‌رفت. تابش‌های شدید مشتری باید مدت‌ها پیش آن را از کار می‌انداختند یا دست‌کم یکی از ابزارهایش را نابود می‌کردند. بااین‌حال، این فضاپیما بسیار فراتر از زمان‌بندی مأموریت اصلی خود که در سال ۲۰۲۱ به پایان رسید، دوام آورده است.

اگر مأموریت جونو دوباره تمدید شود، این کاوشگر می‌تواند نگاه دقیق‌تری به سامانه حلقه‌های شبح‌گون مشتری و برخی از قمرهای کوچک‌تر و کمترشناخته‌شده درونی آن بیندازد. اما هیچ‌کس نمی‌داند این فضاپیمای سالخورده تا چه مدت دیگر می‌تواند دوام بیاورد. بولتون می‌گوید: «ممکن است پیر شود و چیزی در آن از کار بیفتد.» شاید هم «تابش‌ها به بخشی آن‌قدر مهم آسیب بزنند که دیگر نتوانیم به کارمان ادامه دهیم.»

هر زمان که پایان کار جونو فرا برسد، این فضاپیما در میان شعله‌ها از صحنه خارج خواهد شد و به سوی غول گازی مارپیچ‌وار منظومه شمسی سقوط خواهد کرد؛ همان سیاره‌ای که تمام عمرش را صرف مطالعه آن کرده است. بولتون می‌گوید: «درنهایت، جونو خودش به مشتری سقوط خواهد کرد.»

اما میراث جونو همین حالا نیز روشن است. این کاوشگر نشان داد مشتری دنیایی بسیار سردرگم‌کننده‌تر از آن چیزی است که کسی جرئت تصورش را داشت و دانشمندان را وادار کرد انبوهی از ایده‌های منسوخ درباره شکل‌گیری سیاره‌ها را کنار بگذارند. مأموریت جونو همچنین نشان داد فضاپیماهای آینده چگونه می‌توانند از خود در برابر شدیدترین تابش‌های منظومه شمسی محافظت کنند.

بکر می‌گوید تیم جونو که توانایی‌های الهه‌ی اسطوره‌ای همنام این فضاپیما را به شکلی نمادین به نمایش گذاشته است، آشکارا به دستاورد خود افتخار می‌کند: «چه داستان موفقیت شگفت‌انگیزی برای ناسا.»