Найдены первые доказательства наличия водяного пара на спутнике Юпитера Ганимеде

С помощью космического телескопа "Хаббл" астрономы впервые обнаружили доказательства наличия водяного пара в атмосфере спутника Юпитера Ганимеда.

Эта водяной пар образуется, когда лед с поверхности луны сублимируется – то есть превращается из твердого в газ, рассказывают в НАСА.

Ученые использовали новые и архивные наборы данных космического телескопа "Хаббл" для осуществления этого открытия, опубликованного в журнале "Nature Astronomy".

Предыдущие исследования предложили косвенные доказательства того, что Ганимед, самый большой естественный спутник в Солнечной системе, содержит больше воды, чем все океаны Земли. Однако температуры там настолько низкие, что вода на поверхности находится в твердом состоянии. Океан Ганимеда мог бы находится примерно на 161 км ниже коры; поэтому, водяной пар не представлял бы собой испарение этого океана.

Астрономы повторно проанализировали наблюдения Хаббла за последние два десятилетия, чтобы найти это свидетельство наличия водяного пара.

В 1998 году космический телескоп Хаббла сделал первые ультрафиолетовые (УФ) снимки Ганимеда, которые показали разноцветные ленты наэлектризованного газа, называемые авроральными полосами, и предоставили дополнительные доказательства того, что Ганимед имеет слабое магнитное поле.

Сходство этих УФ-наблюдений объяснялась наличием молекулярного кислорода (O2). Но некоторые наблюдаемые особенности не соответствовали ожидаемым выбросам из атмосферы чистого O2. В то же время ученые пришли к выводу, что это расхождение, вероятно, связано с более высокими концентрациями атомарного кислорода (О).

В рамках обширной программы наблюдений для поддержки миссии НАСА "Юнона" в 2018 году Лоренц Рот из Королевского технологического института KTH в Стокгольме, Швеция, возглавил группу, которая взялась измерять количество атомарного кислорода с помощью Хаббла. В своем анализе группа соединила данные двух инструментов: Спектрографа космического происхождения на Хаббле от 2018 года и архивные изображения со Спектрографа визуализации космического телескопа (STIS) с 1998 по 2010 годы.

К их удивлению, и вопреки оригинальным интерпретациям данных 1998 года, они обнаружили, что в атмосфере Ганимеда почти нет атомарного кислорода. Это означает, что должно быть другое объяснение очевидным различям в этих ультрафиолетовых изображений авроры.

Затем Рот и его команда подробнее рассмотрели относительное распределение авроры на УФ изображениях. Температура поверхности Ганимеда сильно меняется в течение дня, и около полудня вблизи экватора она может стать достаточно теплой, чтобы ледяная поверхность высвободила (или сублимировала) небольшое количество молекул воды. Фактически, воспринимаемые различия в УФ-изображениях непосредственно коррелируют с тем, где в атмосфере спутника можно было бы ожидать наличие воды.

В 1998 году космический телескоп Хаббл сделал эти первые ультрафиолетовые изображения Ганимеда, которые показали особую закономерность в наблюдаемых выбросах из атмосферы луны. Луна демонстрирует авроральные полосы, которые чем-то похожи на овалы аврор, наблюдаемые на Земле и других планетах с магнитными полями. Это было наглядным свидетельством того, что Ганимед имеет постоянное магнитное поле. Сходство ультрафиолетовых наблюдений объяснялось наличием молекулярного кислорода. Различия тогда объяснялись присутствием атомарного кислорода, вырабатывающего сигнал, который влияет на один УФ-цвет больше, чем на другой. Credits: NASA, ESA, Lorenz Roth (KTH)

"До сих пор наблюдался лишь молекулярный кислород", - объясняет Рот. "Он образуется, когда заряженные частицы разъедают поверхность льда. Водяной пар, который мы сейчас измерили, образуется в результате сублимации льда, вызванной тепловым выходом водяных паров из теплых ледяных областей".

Это открытие добавляет надежд к будущей миссии ЕКА (Европейского космического агентства) под названием JUICE, что означает Исследователь ледяных спутников Юпитера. JUICE – это первая миссия большого класса в программе ЕКА Cosmic Vision 2015-2025. Планируемый к запуску на 2022 и прибытию к Юпитеру в 2029 году, он проведет там минимум три года, проводя детальные наблюдения за Юпитером и тремя его крупнейшими лунами, с особым акцентом на Ганимед как к планетарному телу и потенциальной среде обитания.

Ганимед был определен для детального исследования, поскольку он предоставляет естественную лабораторию для анализа природы, эволюции и потенциальной жизнепридатности ледяных миров в целом, роли, которую он играет в системе галилеевых спутников, и его уникальных магнитных и плазменных взаимодействий с Юпитером и его окружением.

"Наши результаты могут предоставить командам разработчиков приборов JUICE ценную информацию, которая может быть использована для совершенствования планов наблюдений для оптимизации использования космического аппарата", - добавил Рот.

Сейчас миссия НАСА «Юнона» внимательно рассматривает Ганимед и недавно выпустила новые изображения ледяной луны. Юнона изучает Юпитер и его окружение, также известное как Джовианская система, с 2016 года.

Понимание Джовианской системы и раскрытие ее истории, начиная от ее происхождения и заканчивая возможным возникновением жизнепригодной среды, позволит нам лучше понять, как формируются и эволюционируют планеты-газовые гиганты и их спутники. Кроме того, ученые надеются на получение новых представлений о жизнепригодности юпитероподобных екзопланетарных систем.

! Читайте еще интересные новости о космосе на сайте или следите за ними на Facebook.