Пора туди летіти. Телескоп Hubble виявив водяну пару на супутнику Юпітера Ганімеді

Вчені зі Швеції використовували нові та архівні набори даних космічного телескопа NASA Hubble, щоб зробити це відкриття.

Попередні дослідження надали непрямі докази того, що Ганімед, найбільший супутник в Сонячній системі, містить більше води, ніж всі океани Землі. Однак температура там настільки низька, що вода на поверхні замерзає. Океан Ганімеда буде розташовуватися приблизно на 100 миль нижче земної кори; отже, водяна пара не являє собою випаровування цього океану.

Астрономи повторно вивчили спостереження Hubble за останні два десятиліття, щоб знайти докази наявності водяної пари.

У 1998 році спектрограф для візуалізації космічного телескопа Hubble (STIS) зробив перші ультрафіолетові зображення Ганімеда, які показали на двох зображеннях барвисті стрічки наелектризованого газу, так звані смуги полярних сяйв, і надали додаткові докази того, що Ганімед має слабке магнітне поле.

Подібність цих зображень пояснювалося присутністю молекулярного кисню. А ось відмінності пояснювалися наявністю атомарного кисню (O), який виробляє сигнал, який впливає на один УФ-колір більше, ніж на інший. Але деякі спостережувані особливості не відповідали очікуваним викидам з атмосфери чистого кисню.

В рамках великої програми спостережень на підтримку місії NASA Juno в 2018 році Лоренц Рот з Королівського технологічного інституту KTH в Стокгольмі, Швеція, очолив команду, яка мала намір виміряти кількість атомарного кисню за допомогою телескопа Hubble. Аналіз команди об'єднав дані з двох інструментів: спектрографа космічного походження Hubble (COS) в 2018 році і архівні зображення, отримані за допомогою спектрографа візуалізації космічного телескопа (STIS) з 1998 по 2010 рік.

На їхній подив і всупереч первісній інтерпретації даних 1998 року, вони виявили, що в атмосфері Ганімеда майже не було атомарного кисню. Це означає, що має бути інше пояснення очевидних відмінностей у цих зображеннях полярних сяйв.

Потім Рот і його команда уважно вивчили відносний розподіл полярного сяйва на УФ-зображеннях. Температура поверхні Ганімеда сильно коливається протягом дня, і близько полудня поблизу екватора може стати досить теплим, щоб поверхня льоду вивільнила невелику кількість молекул води. Фактично, відмінності в УФ-зображеннях безпосередньо корелюють з тим, де в атмосфері супутника можна очікувати воду.

«Досі спостерігався тільки молекулярний кисень. Це відбувається, коли заряджені частинки роз'їдають поверхню льоду. Водяна пара, яку ми зараз виміряли, виникає в результаті сублімації льоду, викликаної виходом водяної пари з теплих крижаних областей», — пояснив Рот.

Це відкриття додає очікувань від майбутньої місії ESA (Європейське космічне агентство) JUICE. Ця місія витратить не менше трьох років на докладні спостереження Юпітера і трьох його найбільших супутників, з особливим акцентом на Ганімед як на планетне тіло і потенційне середовище проживання.

Ганімед був обраний для детального дослідження, оскільки він являє собою природну лабораторію для аналізу природи, еволюції і потенційної населеності крижаних світів в цілому і його унікальних магнітних і плазмових взаємодій з Юпітером.

«Наші результати можуть надати інструментальним групам JUICE цінну інформацію, яка може бути використана для уточнення їхніх планів спостережень», — додав Рот.

Розуміння системи Юпітера і розкриття її історії, від її походження до можливої появи придатного для життя середовища, надасть нам краще розуміння того, як формуються і розвиваються газові планети-гіганти і їх супутники.

Раніше НВ писав, що недавно космічний зонд NASA Juno підлетів до найбільшого супутника Юпітера ближче, ніж будь-який інший апарат за більш ніж два десятиліття.

Космічний корабель NASA Juno здійснює польоти навколо Юпітера з 2016 року, але 7 червня він пролетів повз Ганімед на відстані 1000 км від супутника. Жоден космічний корабель не підходив так близько за більш ніж два десятиліття — останнім підходом був космічний корабель NASA Galileo в 2000 році, повідомляється в пресрелізі NASA.

Вчені вважають, що на Ганімеді під крижаною оболонкою може перебувати океан солоної води, в якому води буде більше, ніж на Землі.

Це також єдиний супутник у Сонячній системі з власним магнітним полем, яке створює полярне сяйво на своїх полюсах. Вчені сподіваються, що проліт Juno допоможе їм дізнатися більше як про крижаний панцир Ганімеда, так і про його магнітне поле.