Астрономы впервые обнаружили водяной пар на спутнике Юпитера Ганимеде

В понедельник  NASA объявило,  что, просмотрев данные космического телескопа Хаббл за последние два десятилетия, исследователи обнаружили свидетельства наличия водяного пара в тонкой атмосфере Ганимеда.

Предыдущие исследования предоставили косвенные доказательства того, что Ганимед, самый большой спутник в Солнечной системе, с диаметром 5268 км (диаметр Земли 12 742 км) содержит больше воды, чем все земные океаны. Но жидкий океан Ганимеда предположительно расположен на глубине 160 км под ледовым щитом. Как следствие, водяной пар, испаряясь из него, едва ли может достигать поверхности планеты.

Между тем, в 1998 году спектрограф космического телескопа Хаббл сделал  первые ультрафиолетовые (УФ) изображения Ганимеда, на которых были обнаружены красочные ленты наэлектризованного газа, называемые полосами полярных сияний, и предоставлены дополнительные доказательства того, что Ганимед имеет слабое магнитное поле, а также некоторое количество молекулярного кислорода (O₂) в своей атмосфере.

Затем, в рамках 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 Хаббл. В своем анализе команда объединила данные двух инструментов: Hubble’s Cosmic Origins Spectrograph, полученные в 2018 году и архивные изображения Space Telescope Imaging Spectrograph (STIS), полученные в период  с 1998 по 2010 годы.

Полученные Хабблом в 1998 году ультрафиолетовые изображения Ганимеда первоначально интерпретировались как отображение атомарного кислорода атмосферы. Новый анализ показал, что различия в ультрафиолетовом спектре коррелируют с ростом температуры на поверхности Ганимеда в течение дня, когда вода сублимируется в атмосферу.

К их удивлению, и вопреки первоначальной интерпретации данных 1998 года, они обнаружили, что в атмосфере Ганимеда почти нет атомарного кислорода. Это означает, что должно быть другое объяснение особенностей УФ-изображений полярных сияний.

Тогда 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 высокой, чтобы поверхность льда сублимировала небольшое количество молекул воды. Это совпало с данными наблюдений и объяснило наличие УФ-излучения, характерного для атомов кислорода. Исследования и наборы данных были опубликованы в журнале  Nature Astronomy.

Это открытие важно для предстоящей миссии ESA JUICE, что означает JUpiter ICy moons Explorer. JUICE — первая большая миссия в программе ESA Cosmic Vision 2015-2025. Запланированный к запуску в 2022 году и к прибытию к Юпитеру в 2029 году, JUICE потратит не менее трех лет на подробные наблюдения как самого Юпитера, так и трех его крупнейших спутников, с особым акцентом на Ганимед как на место, где потенциально возможна жизнь.

Ганимед был выбран для детального исследования, поскольку он представляет интерес для анализа природы, эволюции и потенциальной обитаемости ледяных миров в целом; роли, которую он играет в системе группы галилеевых спутников Юпитера, а также из-за его уникальных магнитных и плазменных взаимодействий с Юпитером и его спутниками.

«Наши результаты могут предоставить инструментальным группам JUICE ценную информацию, которая может быть использована для уточнения их планов наблюдений с целью оптимизации использования ограниченного ресурса зонда», — заявил Рот.

Прямо сейчас миссия NASA JUNO (Юнона) внимательно изучает Ганимед и  недавно выпустила его новые изображения. JUNO изучает Юпитер и систему его спутников с 2016 года.

Глубина моря Кракена, самого большого метанового моря на Титане, крупнейшем спутнике Сатурна, составляет более 100 метров. Данные об этом собрал исследовательский зонд NASA «Кассини».

По материалам NASA и Science Alert

Читайте также:

Путь от Ганимеда к Юпитеру: анимация NASA на основе съемок с зонда «Юнона»

Зонд NASA сделал детальные снимки крупнейшего спутника Юпитера