«Хаббл» подтвердил наличие водяного пара в атмосфере Ганимеда
Категория: Системы планет гигантов, ЮпитерКосмический телескоп «Хаббл» подтвердил наличие водяного пара в разреженной атмосфере спутника Юпитера Ганимеда. Предполагается, что его источником является водяной лед, сублимирующий под действием солнечного излучения и потоков энергичных заряженных частиц. Статья опубликована в журнале Nature Astronomy.
Ганимед — самый крупный спутник в Солнечной системе, он в два раза тяжелее Луны и по размеру больше Меркурия. Интерес ученых к нему возрос после того, как выяснилось, что он может обладать подповерхностным океаном, проявлять тектоническую активность, и имеет магнитосферу, генерируемую за счет жидкого ядра.
Еще одним любопытным свойством Ганимеда стала его разреженная атмосфера, которая образуется в результате эрозии ледяной поверхности спутника под действием бомбардировки заряженными частицами и солнечным излучением. Считается, что она состоит из водяного пара, молекулярного и атомарного кислорода, радикала OH и атомарного и молекулярного водорода. Обилие молекулярного кислорода и атомарного водорода в атмосфере Ганимеда было подтверждено, однако водяной пар астрономам найти долгое время не удавалось.
Группа планетологов во главе с Лоренцом Ротом (Lorenz Roth) из Королевского технологического института в Стокгольме опубликовала результаты анализа данных наблюдений за Ганимедом при помощи спектрографов COS и STIS космического телескопа «Хаббл», охватывающие период с 1998 по 2010 год и 2018 год. Целью работы был поиск доказательств наличия водяного пара в разреженной атмосфере спутника Юпитера.
- Интенсивность излучения атомарного кислорода (OI 1356 Å и OI 1304 Å) на хвостовом полушарии Ганимеда по данным «Хаббла».
- Интенсивность излучения атомарного кислорода (OI 1356 Å и OI 1304 Å) на лидирующем полушарии Ганимеда по данным «Хаббла».
Ученые пришли к выводу, что интенсивность излучения атомарного кислорода (образующегося при разрушении молекул воды), которое регистрировалось «Хабблом» в атмосфере Ганимеда, связана с расстоянием до центра наблюдаемого полушария спутника. Таким образом, возникает следующая картина происходящего: в низкоширотных подсолнечных (область, где солнечные лучи падают перпендикулярно поверхности спутника) регионах идут процессы сублимации водяного льда с выделением водяного пара в атмосферу. При этом процессы сублимации наиболее активно идут днем, чем ночью и могут зависеть от чистоты льда. Вдали от подсолнечной области в основном регистрируется молекулярный кислород. Исследователи оценили поверхностную плотность в 1015 молекул воды на квадратный сантиметр в подсолнечной области, что согласуется с идеей сублимацией льда.
Эти результаты имеют важное значение для будущей межпланетной станции JUICE (JUpiter ICy moons Explorer), которая должна прибыть в систему Юпитера в 2029 году. Она будет заниматься в том числе и исследованиями Ганимеда, в частности отследит транспорт водяного пара в атмосфере спутника.
Источник: N+1
Оригинальная статья: https://www.nature.com/articles/s41550-021-01426-9