Hubble znalazł dowody na utrzymującą się parę wodną na jednej półkuli Europy

(AktualnościObserwacje lodowego księżyca Jowisza Europa przez Kosmiczny Teleskop Hubble’a NASA ujawniły obecność stałej pary wodnej, ale w tajemniczy sposób tylko na jednej półkuli.

Europa kryje pod swoją lodowatą powierzchnią ogromny ocean, który może zapewnić dogodne warunki do życia. To odkrycie pogłębia wiedzę astronomów na temat struktury atmosfery lodowych księżyców i pomaga położyć podwaliny pod planowane misje naukowe do układu Jowisza, po części w celu zbadania, czy środowisko oddalone o pół miliarda mil od Słońca może podtrzymywać życie. To zdjęcie jowiszowego księżyca Europa zostało wykonane w czerwcu 1997 roku w odległości 776 700 mil przez sondę kosmiczną NASA Galileo. Nieco mniejsza od ziemskiego księżyca, Europa ma bardzo gładką powierzchnię, a twarda, lodowa skorupa ma wygląd pękniętych skorupek jaj. We wnętrzu znajduje się globalny ocean z większą ilością wody niż na Ziemi. Może nosić życie, jakie znamy. Obserwacje Europejskiego Teleskopu Kosmicznego Hubble’a ujawniły utrzymującą się parę wodną w jego niezwykle słabej atmosferze. Obserwacje Hubble’a, obejmujące od 1999 do 2015 roku, wykazały, że para wodna jest stale uzupełniana na półkuli księżyca. Jest to inne odkrycie niż obserwacje Hubble’a z 2013 roku, które wykazały zlokalizowaną parę wodną z gejzerów emanujących z podpowierzchniowego oceanu. Ta para wodna pochodzi z zupełnie innego procesu. Światło słoneczne powoduje sublimację lodu na powierzchni, przechodząc bezpośrednio w gaz. Ten kolorowy widok kompozytowy Galileo łączy obrazy fioletowe, zielone i podczerwone. Widok księżyca jest wyświetlany w naturalnym kolorze (po lewej) oraz z ulepszonymi kolorami zaprojektowanymi w celu podkreślenia subtelnych różnic kolorów na powierzchni (po prawej). Jasnobiała i niebieskawa część powierzchni Europy składa się głównie z lodu wodnego, z bardzo niewielką ilością materiałów nielodowych. Długie, ciemne linie to pęknięcia skorupy, niektóre o długości ponad 1850 mil. Misja Galileo zakończyła się 21 września 2003 r., kiedy sonda kosmiczna została celowo nakazana zanurkować w atmosferę Jowisza, gdzie została zniszczona. Jednak naukowcy do dziś kontynuują badanie zebranych danych. Laboratorium Napędu Odrzutowego (JPL) w Pasadenie w Kalifornii zarządzało misją Galileo dla Biura Nauk Kosmicznych NASA w Waszyngtonie. JPL jest oddziałem operacyjnym Kalifornijskiego Instytutu Technologii (Caltech). Ten obraz, obrazy i inne dane z Galileo zostały zamieszczone na stronie głównej Galileo Mission pod adresem https://solarsystem.nasa.gov/missions/galileo/overview/. Informacje ogólne i kontekst edukacyjny dla obrazów są również dostępne na stronie https://www.nasa.gov/feature/jpl/table-salt-compound-spotted-on-europa. (Zdjęcie: NASA/JPL/Uniwersytet Arizony)

Poprzednie obserwacje pary wodnej na Europie zostały powiązane z pióropuszami wybuchającymi przez lód, jak sfotografował Hubble w 2013 roku. Są podobne do gorących źródeł na Ziemi, ale rozciągają się na ponad 60 mil wysokości. Wytwarzają przejściowe punkty pary wodnej w atmosferze księżycowej, co stanowi zaledwie jedną miliardową ciśnienia powierzchniowego atmosfery ziemskiej.

Jednak nowe wyniki pokazują podobne ilości pary wodnej rozrzucone na większym obszarze Europy w obserwacjach Hubble’a w latach 1999-2015. Wskazuje to na długotrwałą obecność atmosfery pary wodnej tylko na późniejszej półkuli Europy – części Księżyc, który jest zawsze przeciwny do kierunku ruchu po swojej orbicie. Przyczyna asymetrii między przednią i tylną półkulą nie jest do końca poznana.

Odkrycie zostało dokonane na podstawie nowej analizy archiwalnych obrazów i widm Hubble’a przy użyciu techniki, która niedawno doprowadziła do wykrycia pary wodnej w atmosferze księżyca Jowisza Ganimedesa, przez Lorenza Rotha z Królewskiego Instytutu Technologii, Przestrzeni Kosmicznej i Fizyki Plazmy. , Szwecja.

„Obserwacja pary wodnej na Ganimedesie, a także w dalszej części Europy, pogłębia naszą wiedzę na temat atmosfer lodowego księżyca” – powiedział Roth. „Jednak odkrycie stabilnej obfitości wody w Europie jest nieco bardziej zaskakujące niż odkrycie w Ganimedesie, ponieważ temperatury powierzchni Europy są niższe niż w Ganimedesie”.

Europa odbija więcej światła słonecznego niż Ganimedes, dzięki czemu powierzchnia jest o 60 stopni Fahrenheita chłodniejsza niż Ganimedes. Najwyższe w ciągu dnia w Europie to mroźne 260 stopni Fahrenheita. Jednak nawet w niższych temperaturach nowe obserwacje wskazują, że lód wodny sublimuje – to znaczy przekształca się bezpośrednio ze ciała stałego w parę bez fazy ciekłej – z powierzchni Europy, tak jak ma to miejsce w Ganimedesie.

Aby dokonać odkrycia, Roth zagłębił się w archiwalne zestawy danych Hubble’a, wybierając obserwacje Europy w ultrafiolecie z lat 1999, 2012, 2014 i 2015, kiedy księżyc znajdował się na różnych pozycjach orbitalnych. Wszystkie te obserwacje zostały zarejestrowane przy użyciu Spektroradiometru Obrazowania Teleskopu Kosmicznego (STIS). Obserwacje ultrafioletowe STIS pozwoliły Rothowi określić obfitość tlenu – składnika wody – w atmosferze Europy, a interpretując siłę emisji przy różnych długościach fal, był w stanie wywnioskować obecność pary wodnej.

Odkrycie to toruje drogę do dogłębnych badań Europy poprzez przyszłe badania, w tym misję NASA Europa Clipper i Europejską Agencję Kosmiczną (ESA) Jupiter Icy Moons Explorer (JUICE). Zrozumienie formowania się i ewolucji Jowisza i jego księżyców pomaga również astronomom uzyskać wgląd w planety podobne do Jowisza wokół innych gwiazd.

Wyniki te zostały opublikowane w czasopiśmie Listy badań geofizycznych (H. stabilny2O Atmosfera na półkuli bocznej Europy z obrazów HST”).

Kosmiczny Teleskop Hubble’a to międzynarodowy projekt współpracy NASA i Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA). Teleskop jest obsługiwany przez Goddard Space Flight Center NASA w Greenbelt w stanie Maryland. Space Telescope Science Institute (STScI) w Baltimore w stanie Maryland prowadzi operacje naukowe Hubble’a. STScI jest obsługiwany dla NASA przez Konsorcjum Uniwersytetów do Badań Astronomii w Waszyngtonie