Знайдено перші докази наявності водяної пари на супутнику Юпітера Ганімеді

За допомогою космічного телескопа "Хаббл" астрономи вперше виявили докази наявності водяної пари в атмосфері супутника Юпітера Ганімеда.

Ця водяна пара утворюється, коли лід з поверхні супутника сублімується – тобто перетворюється з твердого на газ, розповідають в НАСА.

Вчені використали нові та архівні набори даних космічного телескопа "Хаббл" для здійснення цього відкриття, опублікованого в журналі "Nature Astronomy".

Попередні дослідження запропонували побічні докази того, що Ганімед, найбільший природний супутник у Сонячній системі, містить більше води, ніж усі океани Землі. Однак температури там настільки низькі, що вода на поверхні перебуває у твердому стані. Океан Ганімеда міг би знаходиться приблизно на 161 км нижче кори; тому, водяна пара не являла б собою випаровування цього океану.

Астрономи повторно проаналізували спостереження Хаббла за останні два десятиліття, щоб знайти це свідчення наявності водяної пари.

У 1998 році космічний телескоп Хаббла зробив перші ультрафіолетові (УФ) знімки Ганімеда, які показали різнокольорові стрічки наелектризованого газу, що називаються авроральними смугами, і надали додаткові докази того, що Ганімед має слабке магнітне поле.

Подібність цих УФ-спостережень пояснювалася наявністю молекулярного кисню (O2). Але деякі спостережувані особливості не відповідали очікуваним викидам з атмосфери чистого O2. Водночас вчені дійшли висновку, що ця розбіжність, ймовірно, пов′язана з вищими концентраціями атомарного кисню (О).

У рамках великої програми спостережень для підтримки місії НАСА "Юнона" у 2018 році Лоренц Рот з Королівського технологічного інституту KTH у Стокгольмі, Швеція, очолив групу, яка взялася вимірювати кількість атомарного кисню за допомогою Хаббла. У своєму аналізі група поєднала дані двох інструментів: Спектрографа космічного походження на Хабблі від 2018 року та архівні зображення зі Спектрографа візуалізації космічного телескопа (STIS) з 1998 по 2010 роки.

На їх подив, і всупереч оригінальним інтерпретаціям даних 1998 року, вони виявили, що в атмосфері Ганімеда майже немає атомарного кисню. Це означає, що має бути інше пояснення очевидних відмінностей на цих ультрафіолетових зображеннях аврори.

Потім Рот та його команда детальніше розглянули відносний розподіл аврори на УФ-зображеннях. Температура поверхні Ганімеда сильно змінюється протягом дня, і близько опівдні поблизу екватора вона може стати досить теплою, щоб крижана поверхня вивільнила (або сублімувала) невелику кількість молекул води. Фактично, сприймані відмінності в УФ-зображеннях безпосередньо корелюють з тим, де в атмосфері супутника можна було б очікувати наявність води.

У 1998 році космічний телескоп Хаббл зробив ці перші ультрафіолетові зображення Ганімеда, які показали особливу закономірність у спостережуваних викидах з атмосфери супутника. Супутник демонструє авроральні смуги, які чимось схожі на овали аврор, що спостерігаються на Землі та інших планетах з магнітними полями. Це було наочним свідченням того, що Ганімед має постійне магнітне поле. Подібність ультрафіолетових спостережень пояснювалася наявністю молекулярного кисню. Відмінності тоді пояснювалися присутністю атомарного кисню, який виробляє сигнал, який впливає на один УФ-колір більше, ніж на інший. Credits: NASA, ESA, Lorenz Roth (KTH)

"До цього часу спостерігався лише молекулярний кисень", - пояснює Рот. "Він утворюється, коли заряджені частинки роз′їдають поверхню льоду. Водяна пара, яку ми зараз виміряли, утворюється внаслідок сублімації льоду, спричиненої тепловим виходом водяної пари з теплих крижаних областей".

Це відкриття додає сподівань до майбутньої місії ЄКА (Європейського космічного агентства) під назвою JUICE, що означає Дослідник крижаних супутників Юпітера. JUICE – це перша місія великого класу в програмі ЄКА Cosmic Vision 2015-2025. Запланований до запуску на 2022 рік та прибуття до Юпітера у 2029 році, він проведе там принаймні три роки, проводячи детальні спостереження за Юпітером та трьома його найбільшими супутниками, з особливим акцентом на Ганімед як до планетарного тіла та потенційного середовища існування.

Ганімед був визначений для детального дослідження, оскільки він надає природну лабораторію для аналізу природи, еволюції та потенційної життєпридатності крижаних світів загалом, ролі, яку він відіграє в системі галілеєвих супутників, та його унікальних магнітних та плазмових взаємодій з Юпітером та його оточенням.

"Наші результати можуть надати командам розробників приладів JUICE цінну інформацію, яка може бути використана для вдосконалення планів спостережень для оптимізації використання космічного апарату", - додав Рот.

Зараз місія НАСА «Юнона» уважно розглядає Ганімед і нещодавно випустила нові зображення крижаного супутника. Юнона вивчає Юпітер та його оточення, також відоме як Джовіанська система, з 2016 року.

Розуміння Джовіанської системи та розкриття її історії, починаючи від її походження та закінчуючи можливим виникненням життєпридатного середовища, дозволить нам краще зрозуміти те, як формуються та еволюціонують планети-газові гіганти та їх супутники. Окрім того, вчені сподіваються на отримання нових уявлень про життєпридатність юпітероподібних екзопланетарних систем.

! Читайте ще цікаві новини про космос на сайті, або слідкуйте за ними на Facebook.