Vízgőzt talált a Hubble a Jupiter Ganymedes holdjának légkörében

2618

A NASA Hubble-űrtávcsövének új és archív adatai vízgőz jelenlétére utalnak a Jupiter Ganymedes holdjának légkörében. A vízgőz a hold felszínén lévő jég szublimációjával keletkezett – a folyamat során a szilárd halmazállapotú anyag légneművé válik. A kutatók a Nature Astronomy című szaklapban ismertették a felfedezést.

A Jupiter Ganymedes holdja a Hubble-űrtávcső 1996-os felvételén. (Forrás: NASA, ESA, John Spencer (SwRI Boulder))

A korábbi kutatások közvetett bizonyítékokkal szolgáltak arra, hogy a Naprendszer legnagyobb holdja, a Ganymedes több vízzel rendelkezik, mint a Föld összes óceánja. A hőmérséklet azonban olyan alacsony, hogy a felszínén lévő víz fagyott. A Ganymedes óceánja nagyjából 160 kilométerre lehet a kéreg alatt, így a vízgőz nem ennek az óceánnak a párolgásából származhat.

A csillagászok most átvizsgálták a Hubble megfigyeléseit az elmúlt két évtizedből, hogy bizonyítékot találjanak a vízgőzre.

A Hubble-űrteleszkóp Képalkotó Spektrográfja 1998-ban készítette az első ultraibolya felvételeket a Ganymedesről, amelyek elektromosan töltött gáz sávjait, aurórasávokat fedtek fel a holdon. Ez további bizonyítékát jelentette a Ganymedes gyenge mágneses terének.

Az ultraibolya-felvételek hasonlóságait a molekuláris oxigén (O2) jelenléte magyarázta. Egyes megfigyelt jellemzők azonban nem magyarázhatók a tiszta O2-légkör emissziójával. A kutatók arra a következtetésre jutottak, hogy az eltérés az atomi oxigén (O) magasabb koncentrációjával függhet össze.

2018-ban a NASA Juno-küldetését támogató nagyobb megfigyelési program részeként Lorentz Roth (KTH Royal Institute of Technology, Stockholm) vezetésével egy kutatócsoport vizsgálta az atomos oxigén mennyiségét a Hubble-űrtávcsővel. A kutatók a Hubble-űrtávcső Cosmic Origins Spectrograph műszerének 2018-as, valamint az Űrtávcső Képalkotó Spektrográfjának (STIS) 1998 és 2010 között rögzített adatait elemezték.

Meglepetésükre, illetve az 1998-as adatok eredeti értelmezésével ellentétben azt találták, hogy alig van oxigén a Ganymedes légkörében. Ez azt jelenti, hogy más magyarázatot kell találni az ultraibolya tartományban készített auróra-felvételek feltűnő különbségeire.

Roth kutatócsoportja megvizsgálta az ultraibolya felvételeken látható auróra-jelenségek relatív eloszlását. A Ganymedes felszíni hőmérséklete erősen változik a nap folyamán, és dél körül az egyenlítő környékén elég magas lesz ahhoz, hogy a jéggel borított felszínből kis mennyiségű vízgőz szabaduljon fel (szublimáljon). A felvételeken látható különbségek közvetlenül korrelálnak azzal, hogy hol várható víz jelenléte a hold légkörében.

A Hubble-űrtávcső Képalkotó Spektrográfja 1998-ban készítette ezeket a felvételeket a Ganymedesről, amelyeken a légkörben megfigyelt emissziók sajátos mintázatai tűnnek fel. A holdon olyan auróra-sávok figyelhetők meg, amelyek hasonlóak a földi auróra-jelenséghez. Ez volt a bizonyíték arra, hogy a Ganymedes állandó mágneses térrel rendelkezik. Az ultraibolya felvételek hasonlóságait a molekuláris oxigén jelenléte magyarázta. A különbségeket akkoriban az atomos oxigénnel magyaráztak. (Forrás: NASA, ESA, Lorenz Roth (KTH))

„Eddig csak a molekuláris oxigént figyeltük meg.” – magyarázta Roth. „Ez akkor keletkezik, amikor töltött részecskék erodálják a jeges felszínt. A most megfigyelt vízgőz a melegebb jégfelületek szublimációjából származik.”

A felfedezés az Európai Űrügynökség (ESA) következő küldetése, a JUpiter ICy moons Explorer (JUICE) szempontjából különösen érdekes. A JUICE lesz az ESA Cosmic Vision 2015–2025 elnevezésű programjának első nagyszabású küldetése. A tervek szerint 2022-ben felbocsátandó űrszonda 2029-ben éri el a Jupitert, és legalább három évet tölt majd az óriásbolygó és három legnagyobb holdjának megfigyelésével, így vizsgálni fogja a Ganymedest és annak aktivitását is.

Azért választották a Ganymedest, mert természetes laboratórium a jeges világok tulajdonságainak, fejlődésének és lehetséges lakhatóságának vizsgálatára, továbbá a Galilei-holdak rendszerében betöltött szerepe, valamint a Jupiterrel és környezetével alkotott egyedülálló mágneses és plazmakölcsönhatásai miatt.

„Az eredményeink értékes információkkal láthatják el a JUICE csapatát, amelyekkel finomíthatják a megfigyelési terveket, és optimalizálhatják az űreszköz használatát.” – tette hozzá Roth.

Jelenleg a NASA Juno küldetése figyeli a holdat, és nemrég új képeket küldött a jeges Ganymedesről. A Juno űrszonda már 2016 óta vizsgálja a Jupitert és környezetét.

(Forrás: NASA’s Goddard Space Flight Center)

A jupiteri rendszer megértése, múltjának megismerése az eredetétől a lakhatósági feltételek lehetséges kialakulásáig segíthet megértenünk, hogyan jöhetnek létre és hogyan fejlődnek a gázóriások és holdjaik. Ezen kívül remélhetőleg betekintést nyerhetünk a Jupiterhez hasonló exobolygó-rendszerek lakhatósági viszonyaiba.

Forrás: NASA

Hozzászólás

hozzászólás