gov-civil-vilareal.ptVærmelding for Jupiters måne Ganymede: Ekstremt kaldt og… fuktig?
>Ved å bruke en kombinasjon av gamle og nye data fra Hubble romteleskop, astronomer har funnet vanndamp i atmosfæren på Jupiters måne Ganymedes i planetstørrelse !
Dette er veldig kule nyheter, bokstavelig talt: På det meste av månen er det for kaldt for vanndamp, men på noen steder der det er varmest fant de den høyeste mengden av det, noe som tydelig indikerer at det kommer fra sollys som varmer overflaten. Pluss, bisarrt, et bidrag fra Jupiters latterlig voldsomme magnetfelt.
hvor lang er filmen jack reacher
Ganymedes er den største månen i solsystemet , større enn Merkur, og hvis den ikke kretset rundt Jupiter, ville den blitt betraktet som en planet i seg selv. Faktisk er det så stort at det er differensiert, noe som betyr at det har tunge ting som smeltet jern og nikkel i kjernen, et lag med stein, og mellom det og overflaten betydelig flytende vann hav flere hundre kilometer dypt!
Ganymede, Jupiters største måne, har en ekstremt svak atmosfære med vanndamp i den, forårsaket av svakt sollys som varmer overflaten. Kreditt: ESA/Hubble, J. daSilva
Overflaten er stort sett stein og is, og skorpen veldig tykk. Det er usannsynlig at vann fra havoverflaten kan komme opp til overflaten.
Imidlertid observasjoner ved bruk av Space Telescope Imaging Spectrograph (eller STIS) på Hubble i 1998*viste gassformig atomisk oksygen som glødde som en aurora over Ganymedes overflate. Månen har et svakt magnetfelt (generert av jernkjernen) som samhandler med Jupiters overveldende kraftige. Dette gir atomisk oksygen energi, og får det til å lyse.
Langt ultrafiolette observasjoner i 1998 av Jupiters måne Ganymedes av Space Telescope Imaging Spectrograph ombord på Hubble viser at den har en tynn atmosfære av atomisk oksygen, som lyser som en aurora på grunn av Ganymedes svake magnetfelt. Modeller indikerte også tilstedeværelse av vanndamp, som ble oppdaget i 2021. Kreditt: NASA/ESA/Lorenz Roth
Men hvor kom oksygenet fra? Modeller av overflaten spådde også tilstedeværelsen av vannmolekyler, som ville bli slått av subatomære partikler akselerert av Jupiters magnetfelt. Det ville bryte dem fra hverandre og skape oksygen. Men det ble ikke oppdaget vann.
Så astronomer gjorde nye ultrafiolette observasjoner av Ganymedes ved hjelp av Cosmic Origins Spectrograph ombord på Hubble . De målte nøye to forskjellige bølgelengder (tenk på dem som farger) av UV -lys, og fant at forholdet mellom lysstyrken til de to krever at det er vanndamp tilstede; ingen annen forklaring er sannsynlig.
Så dette er en indirekte oppdagelse, men fortsatt en oppdagelse! Vær oppmerksom på at atmosfæren er usedvanlig tynn, omtrent en milliard molekyler per kubikkcentimeter. Til sammenligning er luften du puster 10 milliarder ganger tettere. Å stå på Ganymede er ikke mye annerledes enn å stå i et vakuum.
Interessant nok er vanndampen mest rikelig på overflaten på det som kalles subsolar punkt , der solen skinner rett ned (tenk på det som der det er middag). Det er den varmeste delen av overflaten, så det er klart at dampen kommer fra sollys som varmer overflaten nok til at vannmolekyler kan snu direkte fra is til en gass, en prosess som kalles sublimering . Det gjør dette til den aller første og eneste oppdagelsen så langt av vanndamp sublimert av sollys fra isen til enhver måne i det ytre solsystemet. Ganske kult.
En oversikt over funnet av vanndamp i atmosfæren i Ganymedes. Kreditt: NASAs Goddard Space Flight Center
En del av alt dette jeg syntes var spesielt kjekt er at de fant mer vanndamp på baksiden av Ganymedes enn den fremre siden. Som alle måner i solsystemet, snurrer Ganymedes en gang for hver gang den går i bane rundt Jupiter og holder det samme ansiktet mot det (som månen vår gjør med jorden). Det er ikke tilfeldig . Men det betyr også at en halvkule av månen alltid vender i retningen den beveger seg (som en bils frontrute), kalt ledende halvkule , og den andre vender alltid vekk, så det er bakre halvkule .
Men. Ganymede bruker en uke på å gå i bane rundt Jupiter en gang mens Jupiter snurrer en gang hver 10 timer . Det betyr at Jupiters magnetfelt roterer mye raskere enn Ganymedes baner, slik at det igjen betyr at magnetfeltet feier over månens etterfølgende halvkule. Igjen blir mange subatomære partikler fanget i feltet, så de smeller i overflaten på baksiden av Ganymedes. Det endrer isens kjemi der, mørkner den litt, så den er faktisk litt varmere i sollys, omtrent -131 ° C (-204 ° F) mot -125 ° C (-193 ° F). Det er ikke mye, men det bidrar til å skape mer vanndamp på baksiden enn den ledende.
Vanndampen eksisterer bare på det subsolare punktet, som endres i løpet av Ganymedes bane; når du ser lenger fra det punktet, faller mengden brått. Men når det undersolare punktet er på den bakre halvkule, er det mye mer vanndamp, med en faktor på seks ganger , fordi det er litt varmere. Det er utrolig.
Den spektakulære overflaten av Jupiters enorme måne Ganymedes, sett av Juno-romfartøyet 7. juni 2021. Kreditt: NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS
Vi har visst om eksistensen av måner rundt Jupiter siden minst Galileos tid for over 400 år siden. Men vi lærer fortsatt om dem, via datamodeller av kjemi og fysikk som er herdet av observasjoner tatt på jorden og med romfartøyer i bane . I juni 2022 European Space Agency planlegger å lansere Jupiter Icy moons Explorer , eller JUICE (love that), som - etter at den kommer i 2030 - vil gå i bane rundt tre av Jupiters måner inkludert Ganymede. Hva finner vi da? Spesielt i Europa, hvor havets overflate veldig godt kan lekke ut på overflaten?
Følg med. Det blir noe fantastisk.
* Fullstendig avsløring: Fra 1995-2000 var jeg på teamet som bygde og kalibrerte STIS. Det er en av grunnene til at jeg liker å skrive om observasjoner som bruker det!
