Hubble encuentra la primera evidencia de vapor de agua en la luna de Júpiter, Ganímedes

Esta imagen muestra la impresión del artista de Júpiter en la luna Ganímedes. Los astrónomos han utilizado los archivos del Telescopio Espacial Hubble de la NASA / ESA para encontrar la primera evidencia de vapor de agua en la atmósfera de Júpiter en la luna Ganímedes, que es el resultado de la evaporación térmica del vapor de agua de la superficie helada de la Luna. Crédito: ESA / Hubble, J. daSilva

El oxígeno que se encuentra en el mundo helado está asociado con el aumento del hielo.

O más grande que el planeta Mercurio, pero la Luna Joviana de Goviede no es el lugar para bañarse. Ubicada a 500 millones de millas del Sol, su agua helada superficial está congelada a temperaturas sólidas de menos 300 grados Fahrenheit. Esto hace que el hielo sea tan duro como una roca. Aún así, la lluvia de partículas cargadas de Ar es suficiente para convertir el hielo en vapor de agua en la tarde de Ganímedes. Esta es la primera vez que las observaciones espectroscópicas de una aurora en Ganímedes han sido detectadas por el telescopio espacial Hubble en dos décadas. Las auroras se utilizan para detectar la presencia de oxígeno, que luego se vincula con la presencia de moléculas de agua esparcidas en la superficie. Ganímedes tiene un océano profundo a unas 100 millas sobre la superficie. Es demasiado profundo para que escape el vapor de agua.

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Los astrónomos han utilizado la nueva base de datos de archivo del telescopio espacial Hubble de la NASA para encontrar evidencia de vapor de agua en la luna de Júpiter, Ganímedes. El vapor está presente debido a la excitación térmica de las moléculas de agua de la superficie helada de la luna. Estudios anteriores han proporcionado evidencia circunstancial de la luna, que contiene más agua que todos los océanos de la Tierra. Sin embargo, la temperatura es tan fría que el agua en la superficie se congela y el océano cae a unas 100 millas del suelo. Préstamo Centro de vuelo espacial Goddard de la NASA

Por primera vez, los astrónomos han encontrado evidencia de vapor de agua en la atmósfera de Júpiter en la luna Ganímedes. Este vapor de agua se produce cuando el hielo se sublima desde la superficie de la luna, es decir, de sólido a gaseoso.

Los científicos utilizan las bases de datos de archivo del Telescopio Espacial Hubble de la NASA para hacer descubrimientos Astronomía natural,

Estudios anteriores han proporcionado evidencia circunstancial de que Ganímedes, la luna más grande del sistema solar, contiene más agua que todos los océanos de la Tierra. Sin embargo, la temperatura es tan fría que el agua de la superficie se congela. El océano de Ganímedes vivía a unas 100 millas por debajo de la superficie. por lo tanto, el vapor de agua no representaría la evaporación de este océano.

Los astrónomos han revisado las observaciones del Hubble durante las últimas dos décadas para encontrar esta evidencia de vapor de agua.

En 1998, el espectrógrafo de imágenes del telescopio espacial Hubble tomó las primeras imágenes ultravioleta (UV) de Ganímedes, que revelaron bandas coloreadas de gas electrificado llamadas bandas aurorales, y proporcionaron más evidencia de que Ganímedes tenía un campo débil.

En 1998, el espectrógrafo de imágenes del telescopio espacial Hubble tomó estas primeras imágenes ultravioleta de Ganímedes, que revelaron un cierto patrón de emisiones de la Luna. La Luna muestra una aurora boreal, que es algo similar a los óvalos de auroras observados en otros planetas de la Tierra con campos magnéticos. Esto atestigua el hecho de que Ganímedes tiene un campo magnético constante. Las similitudes de las observaciones UV se explicaron por la presencia de oxígeno molecular. Las diferencias se explicaron una vez por la presencia de oxígeno atómico, que produce una señal que afecta un color UV más que el otro. Préstamo: NASA, ESA, Lorenz Roth (KTH)

Las similitudes de estas observaciones UV se explicaron por la presencia de oxígeno molecular (O2). Pero algunas de las propiedades observadas no coinciden con las emisiones esperadas del O2 puro. Al mismo tiempo, los científicos han concluido que esta discrepancia probablemente se deba a concentraciones más altas de oxígeno atómico (O).

Como parte de un programa de observación más grande para apoyar la misión Juno de la NASA en 2018, Lawrence Roth del KTH Royal Institute of Technology en Estocolmo, Suecia, dirigió un equipo que comenzó a medir el oxígeno atómico con Hubble. El análisis del equipo combinó los datos de las dos herramientas. Espectrógrafo de Orígenes Cósmicos de Hubble 2018 իվ Imágenes de archivo del Espectrógrafo de Imágenes del Telescopio Espacial (STIS) de 1998 a 2010.

Para su sorpresa, a pesar de las interpretaciones iniciales de los datos de 1998, encontraron que era poco probable que se encontrara oxígeno atómico en la atmósfera de Ganímedes. Esto significa que debe haber una explicación para las diferencias obvias en estas imágenes de auroras UV.

Esta imagen muestra a Ganímedes, la luna de Júpiter, vista por el Telescopio Espacial Hubble de la NASA en 1996. Ubicado a 500 millones de millas (más de 600 millones de km) de Ganímedes, el Hubble puede rastrear cambios en la luna y detectar otras características de infrarrojos UV. longitudes de onda. Los astrónomos ahora están utilizando la nueva base de datos de archivo del Hubble para encontrar evidencia por primera vez de vapor de agua en la atmósfera de Ganímedes, la luna de Júpiter, debido a la evaporación térmica del vapor de agua de la superficie helada de la Luna. Préstamo NASA, ESA, John Spencer (SwRI Boulder)

Luego, Roth y su equipo observaron más de cerca la distribución relativa de las auroras en imágenes ultravioleta. La temperatura de la superficie de Ganímedes fluctúa bruscamente a lo largo del día, մոտ al mediodía cerca del ecuador puede ser lo suficientemente cálido como para que la superficie del hielo libere (o sublime) pequeñas moléculas de agua. De hecho, las diferencias percibidas en las imágenes UV están directamente relacionadas con el lugar donde se esperaba agua en la atmósfera lunar.

«Hasta ahora, solo se ha observado oxígeno molecular», explicó Roth. “Esto se produce cuando las partículas cargadas erosionan la superficie del hielo. El vapor de aire que medimos ahora proviene de la sublimación del hielo causada por la fuga de calor del vapor de agua de las regiones cálidas de hielo.

Este descubrimiento aguarda la próxima misión de la ESA (Agencia Espacial Europea) – JUICE, que actúa como JUpiter ICy lunas Explorer. JUICE es la primera misión importante de la ESA Cosmic Vision 2015-2025. Lanzado en 2022 և para llegar a Júpiter en 2029, se necesitarán al menos tres años para observar en detalle a Júpiter, sus tres satélites más grandes, con un enfoque particular en Ganímedes como un posible hábitat del cuerpo planetario.

Ganímedes fue descubierto para un estudio detallado, ya que proporciona un laboratorio natural para analizar la naturaleza de los mundos helados, la evolución, el posible hábitat, su papel en el sistema de satélites galileanos, sus interacciones únicas de plasma magnético con Júpiter y su relación con él. medio ambiente:

«Nuestros resultados pueden proporcionar información valiosa a los conjuntos de herramientas de JUICE que se pueden utilizar para optimizar el uso de las naves espaciales para mejorar sus planes de monitoreo», agregó Roth.

La misión Jun Uno de la NASA está mirando de cerca a Ganímedes, que recientemente lanzó nuevas imágenes de la luna helada. Jun Uno ha estado estudiando Júpiter, su entorno, también conocido como sistema de óvulos, desde 2016.

Entender este sistema, resolver su historia, desde su origen hasta la posible aparición del hábitat, nos dará una mejor comprensión de cómo se forman los planetas gigantes gaseosos y sus satélites. Además, esperamos encontrar nuevos conocimientos sobre la habitación de sistemas extraterrestres como Júpiter.

Referencia. «Atmósfera de agua sublimada en Ganímedes, descubierta a partir de observaciones del Telescopio Espacial Hubble» por Lawrence Roth, Nikolai Ivchenko, G. Randall Gladstone, Joachim Sauri, Dennis Groenti, Bertrand Bonfond, Philippa M. Molline և Kurt D. Rutherford, 26 de julio de 2021, Astronomía natural,
DOI: 10.1038 / s41550-021-01426-9:

El telescopio espacial Hubble es un proyecto de cooperación internacional entre la NASA y la ESA (Agencia Espacial Europea). El Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA, Greenbelt, Maryland, controla el telescopio. El Instituto de Ciencia del Telescopio Espacial (STScI) en Baltimore, Maryland, está llevando a cabo operaciones de ciencia Hubble. STScI es operado por la NASA por la Asociación de Universidades Astronómicas de Washington