Первые свидетельства наличия водяного пара на спутнике Юпитера Ганимеде обнаружил Хаббл

Впервые астрономы обнаружили свидетельства наличия водяного пара в атмосфере спутника Юпитера Ганимеда. Этот водяной пар образуется, когда лед с поверхности луны Юпитера сублимируется, то есть превращается из твердого вещества в газ. Ученые использовали новые и архивные наборы данных космического телескопа НАСА Хаббл, чтобы сделать открытие, опубликованное в журнале Nature Astronomy . Предыдущие исследования предоставили косвенные доказательства того, что Ганимед – самая большая луна 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 может представлять собой испарение этого океана. Астрономы пересмотрели наблюдения Хаббла за последние два десятилетия, чтобы найти доказательства наличия водяного пара. В 1998 году спектрограф для визуализации космического телескопа Хаббла (STIS) получил первые ультрафиолетовые (УФ) изображения Ганимеда, которые показали на двух из них красочные ленты наэлектризованного газа, называемые полосами полярных сияний, и предоставили дополнительные доказательства того, что Ганимед имеет слабое магнитное поле. Сходство этих УФ-наблюдений объяснялось присутствием 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 несоответствие, вероятно, связано с более высокими концентрациями атомарного кислорода (O). В рамках большой программы наблюдений в поддержку миссии НАСА 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 Хаббл. В анализе команды были объединены данные двух инструментов: спектрографа космического происхождения Хаббла (COS) за 2018 год и архивные изображения спектрографа визуализации космического телескопа (STIS) за период с 1998 по 2010 год.   На этом изображении представлен спутник Юпитера Ганимед, видимый космическим телескопом НАСА Хаббл в 1996 году. Расположенный на расстоянии более 600 миллионов километров, Хаббл может следить за изменениями на луне Юпитера и обнаруживать другие характеристики в ультрафиолетовом и ближнем инфракрасном диапазонах волн. Астрономы теперь использовали новые и архивные наборы данных Хаббла, чтобы впервые выявить доказательства наличия водяного пара в атмосфере спутника Юпитера Ганимеда, который присутствует из-за теплового выхода водяного пара с ледяной поверхности луны. Предоставлено: НАСА, ЕКА, Джон Спенсер (SwRI Boulder).   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 УФ-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 быть достаточно тепло, чтобы поверхность льда высвободила (или сублимировала) небольшое количество молекул воды. Фактически, воспринимаемые различия в УФ-изображениях напрямую коррелируют с тем, где в атмосфере Ганимеда можно ожидать воду. «До сих пор наблюдался только молекулярный кислород, – пояснил Рот. – Это происходит, когда заряженные частицы разъедают поверхность льда. Водяной пар, который мы сейчас измерили, возникает в результате сублимации льда, вызванной тепловым выходом водяного пара из теплых ледяных областей». Это открытие добавляет ожидания к предстоящей миссии ЕКА (Европейское космическое агентство) JUICE, что означает JUpiter ICy moons Explorer. JUICE – первая миссия большого класса в программе ESA Cosmic Vision 2015-2025. Запланированный на запуск в 2022 году и прибытие к Юпитеру в 2029 году, он потратит не менее трех лет на подробные наблюдения Юпитера и трех его крупнейших спутников с особым упором 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 – роли, которую он играет в системе галилеевых спутников, и его уникальных магнитных и плазменных взаимодействий с Юпитером и его планетами. окружающая обстановка. «Наши результаты могут предоставить инструментальным группам JUICE ценную информацию, которая может быть использована для уточнения их планов наблюдений с целью оптимизации использования космического корабля», – добавил Рот. Прямо сейчас миссия НАСА «Юнона» внимательно изучает Ганимед и недавно опубликовала новые изображения ледяной луны. Юнона изучает Юпитер и его окружающую среду, также известную как система Юпитера, с 2016 года. 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. Кроме того, мы надеемся, что будет найдено новое понимание обитаемости экзопланетных систем, подобных Юпитеру.     Источник   27.07.2021 Елена Краснова The post Первые свидетельства наличия водяного пара на спутнике Юпитера Ганимеде обнаружил Хаббл appeared first on Поиск - новости науки и техники.