gov-civil-vilareal.ptNapoved za Jupitrovo luno Ganimed: Izredno hladno in… vlažno?
>Z uporabo kombinacije starih in novih podatkov iz vesoljskega teleskopa Hubble, astronomi so odkrili vodno paro v ozračju Jupitrove lune, velikosti Ganimed !
To je zelo kul novica, dobesedno: na večini lune je prehladno za vodno paro, toda na nekaterih mestih, kjer je najtopleje, so jo našli največ, kar jasno kaže, da prihaja od sončne svetlobe, ki segreva površino. Plus, nenavadno, prispevek Jupitrovega smešno ostrega magnetnega polja.
Ganimed je največja luna v osončju , večji od Merkurja, in če ne bi krožil okoli Jupitra, bi bil sam po sebi planet. Pravzaprav je tako velik, da se razlikuje, kar pomeni, da ima v jedru težke stvari, kot sta staljeno železo in nikelj, plast kamnine, nato pa med tem in površino precejšen ocean s tekočo vodo nekaj sto kilometrov globoko!
minecraft: način zgodbe - druga sezona
Ganimed, največja Jupitrova luna, ima izjemno slabo atmosfero z vodno paro, ki jo povzroča slaba sončna svetloba, ki segreva površino. Zasluge: ESA/Hubble, J. daSilva
Površina je večinoma skala in led, skorja pa zelo debela. Ni verjetno, da bi lahko voda iz podzemnega oceana prišla na površje.
Vendar pa so opazovanja z uporabo slikovnega spektrografa vesoljskega teleskopa (ali STIS) na Hubblu leta 1998*pokazal plinasti atomski kisik, ki sveti kot aurora na Ganimedovi površini. Luna ima šibko magnetno polje (ustvarjeno iz njegovega železnega jedra), ki deluje z Jupitrovim izjemno močnim. To daje atomski kisik energijo, zaradi česar se sveti.
Daleče ultravijolično opazovanje Jupitrove lune Ganymede leta 1998 s pomočjo slikovnega spektrografa vesoljskega teleskopa na krovu Hubble kaže, da ima tanko atmosfero atomskega kisika, ki sveti kot aurora zaradi Ganimedovega šibkega magnetnega polja. Modeli so nakazali tudi prisotnost vodne pare, ki so jo odkrili leta 2021. Zasluge: NASA/ESA/Lorenz Roth
Toda od kod prihaja kisik? Površinski modeli so predvidevali tudi prisotnost molekul vode, ki bi jih udarili subatomski delci, pospešeni z Jupitrovim magnetnim poljem. To bi jih ločilo in ustvarilo kisik. Toda vode niso zaznali.
Tako so astronomi naredili nova ultravijolična opazovanja Ganymeda z uporabo spektrografa kozmičnega izvora na krovu Hubbla . Zelo skrbno so izmerili dve različni valovni dolžini (mislimo jih kot barve) UV -svetlobe in ugotovili, da razmerje svetlosti obeh zahteva prisotnost vodne pare; nobena druga razlaga ni verjetna.
To je torej posredno odkritje, a vseeno odkritje! Upoštevajte, da je ozračje izjemno tanko, le približno milijardo molekul na kubični centimeter. Za primerjavo, zrak, ki ga dihate, je 10 milijard krat gostejša. Stojati na Ganymedu ni veliko drugače kot stati v vakuumu.
Zanimivo je, da je vodna para najbolj prisotna na površini na tistem, kar imenujemo podsolarna točka , kjer Sonce sije naravnost navzdol (pomislite na to kot tam, kjer je opoldne). To je najtoplejši del površine, zato je jasno, da para prihaja od sončne svetlobe, ki segreje površino dovolj, da se lahko molekule vode neposredno iz ledu spremenijo v plin, proces, imenovan sublimacija . Zaradi tega je to prvo in edino do zdaj odkrivanje vodne pare, sublimirane s sončno svetlobo iz ledu katere koli lune v zunanjem sončnem sistemu. Precej kul.
Pregled odkritja vodne pare v atmosferi Ganimed. Zasluge: NASA -jev center Goddard Space Flight Center
Del vsega tega, kar se mi je zdelo še posebej zanimivo, je, da so na zadnji strani Ganymeda našli več vodne pare kot na vodilni strani. Tako kot vse lune v sončnem sistemu se tudi Ganimed vrti enkrat za vsako kroženje okoli Jupitra, pri čemer ima isti obraz proti sebi (tako kot naša Luna z Zemljo). To ni naključje . Pomeni pa tudi, da je ena lunina polobla vedno obrnjena v smer, v katero se giblje (kot sprednje vetrobransko steklo avtomobila), imenovano vodilno poloblo , drugi pa vedno obrnjen stran, zato je to zadnja polobla .
Ampak. Ganimed potrebuje en teden, da enkrat obkroži Jupiter, medtem ko se Jupiter vrti enkrat 10 ur . To pomeni, da se Jupitrovo magnetno polje vrti veliko hitreje kot Ganimedova orbita, kar posledično pomeni, da magnetno polje potuje po lunini zadnji polobli. Spet se na polju ujame veliko subatomskih delcev, zato udarijo v površino na zadnji strani Ganimeda. To spremeni kemijo ledu tam in ga rahlo potemni, zato je pri sončni svetlobi nekoliko topleje, približno -131 ° C (-204 ° F) v primerjavi z -125 ° C (-193 ° F). Ni veliko, vendar pomaga ustvariti več vodne pare na zadnji strani kot na vodilni.
Vodna para obstaja le na podsolarni točki, ki se spreminja med Ganimedovo orbito; ko pogledate dlje od te točke, se znesek strmo pade. Ko pa je podsolarna točka na zadnji polobli, je veliko več vodne pare, in sicer za faktor šestkrat , ker je nekoliko topleje. To je neverjetno.
Spektakularna površina Jupitrove ogromne lune Ganimed, ki jo je vesoljsko plovilo Juno videlo 7. junija 2021. Zasluge: NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS
Za obstoj lun okoli Jupitra vemo vsaj od časa Galileja pred več kot 400 leti. Toda o njih se še vedno učimo prek računalniških modelov kemije in fizike, ki so jih ublažili opazovanja na Zemlji in z vesoljskim plovilom v orbiti . Junija 2022 Evropska vesoljska agencija načrtuje izstrelitev ledenih lun Jupiter Explorer ali JUICE (ljubezen do tega), ki bo - po prihodu leta 2030 - obkrožil tri Jupitrove lune, vključno z Ganimedom. Kaj bomo potem našli? Zlasti v Evropi, kjer lahko podzemni ocean zelo dobro izteče na površje?
Ostani na vezi. To bo nekaj čudovitega.
* Popolno razkritje: Od leta 1995 do 2000 sem bil v skupini, ki je izdelala in kalibrirala STIS. To je eden od razlogov, zakaj rad pišem o vseh opažanjih, ki ga uporabljajo!
