Онлайн
Впервые астрономы обнаружили свидетельства наличия водяного пара в атмосфере спутника Юпитера Ганимеда. Этот водяной пар образуется, когда лед с поверхности Луны превращается из твердого вещества в газ.
Ученые из Швеции использовали новые и архивные наборы данных космического телескопа NASA Hubble, чтобы сделать это открытие, пишет phys.org.
Предыдущие исследования предоставили косвенные доказательства того, что Ганимед, самый большой спутник в Солнечной системе, содержит больше воды, чем все океаны Земли. Однако температура там настолько низкая, что вода на поверхности замерзает. Океан Ганимеда будет располагаться примерно на 100 миль ниже земной коры; следовательно, водяной пар не будет представлять собой испарение этого океана.
Астрономы повторно изучили наблюдения Hubble за последние два десятилетия, чтобы найти доказательства наличия водяного пара.
В 1998 году спектрограф для визуализации космического телескопа Hubble (STIS) сделал первые ультрафиолетовые изображения Ганимеда, которые показали на двух изображениях красочные ленты наэлектризованного газа, так называемые полосы полярных сияний, и предоставили дополнительные доказательства того, что Ганимед имеет слабое магнитное поле.
Сходство этих изображений объяснялось присутствием молекулярного кислорода. А вот различия объяснялись наличием атомарного кислорода (O), который производит сигнал, который влияет на один УФ-цвет больше, чем на другой. Но некоторые наблюдаемые особенности не соответствовали ожидаемым выбросам из атмосферы чистого кислорода.
В рамках большой программы наблюдений в поддержку миссии NASA Juno в 2018 году Лоренц Рот из Королевского технологического института KTH в Стокгольме, Швеция, возглавил команду, которая намеревалась измерить количество атомарного кислорода с помощью телескопа Hubble. Анализ команды объединил данные с двух инструментов: спектрографа космического происхождения Hubble (COS) в 2018 году и архивные изображения, полученные с помощью спектрографа визуализации космического телескопа (STIS) с 1998 по 2010 год.
К их удивлению и вопреки первоначальной интерпретации данных 1998 года, они обнаружили, что в атмосфере Ганимеда почти не было атомарного кислорода. Это означает, что должно быть другое объяснение очевидных различий в этих изображениях полярных сияний.
Затем Рот и его команда внимательно изучили относительное распределение полярного сияния на УФ-изображениях. Температура поверхности Ганимеда сильно колеблется в течение дня, и около полудня вблизи экватора может стать достаточно теплым, чтобы поверхность льда высвободила небольшое количество молекул воды. Фактически, воспринимаемые различия в УФ-изображениях напрямую коррелируют с тем, где в атмосфере спутника можно ожидать воду.
«До сих пор наблюдался только молекулярный кислород. Это происходит, когда заряженные частицы разъедают поверхность льда. Водяной пар, который мы сейчас измерили, возникает в результате сублимации льда, вызванной выходом водяного пара из теплых ледяных областей», — пояснил Рот.
Это открытие добавляет ожиданий от предстоящей миссии ESA (Европейское космическое агентство) JUICE. Эта миссия потратит не менее трех лет на подробные наблюдения Юпитера и трех его крупнейших спутников, с особым акцентом на Ганимед как на планетное тело и потенциальную среду обитания.
Ганимед был выбран для детального исследования, поскольку он представляет собой естественную лабораторию для анализа природы, эволюции и потенциальной обитаемости ледяных миров в целом и его уникальных магнитных и плазменных взаимодействий с Юпитером.
«Наши результаты могут предоставить инструментальным группам JUICE ценную информацию, которая может быть использована для уточнения их планов наблюдений», — добавил Рот.
Понимание системы Юпитера и раскрытие ее истории, от ее происхождения до возможного появления пригодной для жизни среды, предоставит нам лучшее понимание того, как формируются и развиваются газовые планеты-гиганты и их спутники.
