gov-civil-vilareal.ptEnnuste Jupiterin kuulle Ganymede: Erittäin kylmä ja… kostea?
>Käyttämällä Hubble -avaruusteleskoopin vanhan ja uuden tiedon yhdistelmää, tähtitieteilijät ovat löytäneet vesihöyryä Jupiterin planeettakokoisen Ganymeden kuun ilmakehästä !
Tämä on erittäin viileä uutinen, kirjaimellisesti: Suurimmalla osalla kuuta on liian kylmää vesihöyrylle, mutta joissakin paikoissa, joissa on lämpimintä, he löysivät sen suurimman määrän, mikä osoittaa selvästi, että se tulee pinnan kuumentavasta auringonvalosta. Lisäksi kummallista, Jupiterin naurettavan kovan magneettikentän panos.
Ganymede on aurinkokunnan suurin kuu , suurempi kuin Merkurius, ja jos se ei kiertäisi Jupiteria, sitä pidettäisiin omana planeettanaan. Itse asiassa se on niin suuri, että se on eriytynyt, eli sen ytimessä on raskaita asioita, kuten sulaa rautaa ja nikkeliä, kivikerros ja sitten sen ja pinnan välissä merkittävä nestemäinen vesi valtameri useita satoja kilometrejä!
Ganymedellä, Jupiterin suurimmalla kuulla, on erittäin heikko ilmapiiri, jossa on vesihöyryä, joka johtuu pinnan lämpenemisestä. Luotto: ESA/Hubble, J. daSilva
alita taisteluenkeli maalaisjärkeä media
Pinta on pääosin kiveä ja jäätä, ja kuori on hyvin paksu. On epätodennäköistä, että vedenpinta merestä pääsee pintaan.
Kuitenkin havainnot, jotka käytettiin Space Telescope Imaging Spectrographia (tai STIS) Hubblella vuonna 1998*osoitti kaasumaisen atomin hapen, joka hehkui auroraa Ganymeden pinnan yli. Kuulla on heikko magneettikenttä (sen rautaytimen tuottama), joka on vuorovaikutuksessa Jupiterin ylivoimaisen voimakkaan kanssa. Tämä antaa atomihapen energiaa ja saa sen hehkumaan.
Kaukana ultraviolettisäteilyn havainnot vuonna 1998 Jupiterin kuusta Ganymedestä Hubble -aluksella olevan avaruusteleskoopin kuvantamisspektrogrammin mukaan osoittavat, että sillä on ohut atomiatomi, joka hehkuu kuin aurora Ganymeden heikon magneettikentän vuoksi. Mallit osoittivat myös vesihöyryn läsnäolon, joka löydettiin vuonna 2021. Luotto: NASA/ESA/Lorenz Roth
Mutta mistä happi tuli? Pintamallit ennustivat myös vesimolekyylien läsnäoloa, joita Jupiterin magneettikentän kiihdyttämät subatomiset hiukkaset iskevät. Se hajottaisi ne toisistaan ja muodostaisi happea. Mutta vettä ei havaittu.
miksi näen jatkuvasti unia exästäni?
Joten tähtitieteilijät tekivät uusia ultraviolettihavaintoja Ganymedestä Hubblen Cosmic Origins Spectrographin avulla . He mittaivat erittäin huolellisesti kaksi eri aallonpituutta (ajattele niitä väreinä) UV -valoa ja havaitsivat, että näiden kahden kirkkauden suhde edellyttää vesihöyryn läsnäoloa; mikään muu selitys ei ole uskottava.
Tämä on siis epäsuora löytö, mutta silti löytö! Huomaa, että ilmakehä on poikkeuksellisen ohut, vain noin miljardi molekyyliä kuutiosenttimetriä kohti. Vertailun vuoksi ilma, jota hengität, on 10 miljardia kertaa tiheämpi. Ganymedellä seisominen ei ole paljon eri asia kuin tyhjiössä.
Mielenkiintoista on, että vesihöyryä on eniten pinnalla ns subsolar -piste , missä aurinko paistaa suoraan alas (ajattele sitä siellä, missä on keskipäivä). Se on pinnan lämpimin osa, joten on selvää, että höyry tulee auringonvalosta, joka lämmittää pintaa tarpeeksi, jotta vesimolekyylit voivat muuttua suoraan jäästä kaasuksi. sublimaatio . Tämä tekee siitä aivan ensimmäisen ja ainoan toistaiseksi havaitun vesihöyryn, jonka auringonvalo sublimoi minkä tahansa ulkoisen aurinkokunnan kuun jäältä. Aika siistiä.
matka maan keskipisteeseen luokituksen
Yleiskatsaus vesihöyryn löytämisestä Ganymeden ilmakehästä. Luotto: NASAn Goddard Space Flight Center
Yksi osa tätä kaikkea oli mielestäni erityisen näppärä, että he löysivät enemmän vesihöyryä Ganymeden takapuolelta kuin etusivulta. Kuten kaikki aurinkokunnan kuut, Ganymede pyörii kerran joka kerta, kun se kiertää Jupiteria, pitäen samalla kasvot sitä kohti (kuten Kuumme tekee maan kanssa). Se ei ole sattumaa . Mutta se tarkoittaa myös sitä, että yksi kuun pallonpuolisko on aina suunnassa, johon se liikkuu (kuten auton tuulilasi), jota kutsutaan johtava pallonpuolisko , ja toinen on aina poispäin, joten se on takana oleva pallonpuolisko .
Mutta. Ganymede kestää viikon kiertääkseen Jupiterin kerran, kun taas Jupiter pyörii joka kerta 10 tuntia . Tämä tarkoittaa sitä, että Jupiterin magneettikenttä pyörii paljon nopeammin kuin Ganymede -kiertorata, joten magneettikenttä puolestaan pyyhkäisee kuun takana olevan pallonpuoliskon. Jälleen paljon alaatomisia hiukkasia jää kiinni pellolle, joten ne törmäävät Ganymeden takapuolen pintaan. Tämä muuttaa jään kemiaa ja tummentaa sitä hieman, joten se on itse asiassa hieman lämpimämpi auringonvalossa, noin -131 ° C (-204 ° F) verrattuna -125 ° C (-193 ° F). Se ei ole paljon, mutta se auttaa luomaan enemmän vesihöyryä peräpuolelle kuin johtava.
Vesihöyryä esiintyy vain aurinkokunnan alapuolella, joka muuttuu Ganymeden kiertoradan aikana; kun katsot kauemmaksi siitä kohdasta, määrä putoaa nopeasti. Mutta kun aurinkokeräyspiste on takapuoliskolla, vesihöyryä on paljon enemmän, kuusi kertaa , koska on hieman lämpimämpää. Se on hämmästyttävää.
Jupiterin valtavan Ganymede-kuun näyttävä pinta, jonka Juno-avaruusalus näki 7. kesäkuuta 2021. Luotto: NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS
rouva peregrine koti omituisille lapsille elokuva
Olemme tienneet kuiden olemassaolosta Jupiterin ympärillä ainakin Galileon ajoista lähtien yli 400 vuotta sitten. Mutta opimme niistä edelleen kemian ja fysiikan tietokonemallien avulla, joita lieventävät maapallolla tehdyt havainnot kiertoradalla olevan avaruusaluksen avulla . Kesäkuussa 2022 Euroopan avaruusjärjestö aikoo käynnistää Jupiter Icy Moons Explorerin tai JUICE (love that), joka saapumisensa jälkeen vuonna 2030 kiertää kolmea Jupiterin kuuta, mukaan lukien Ganymede. Mitä sitten löydämme? Etenkin Europassa, jossa merenpinnan alapuolella oleva vesi voi hyvin vuotaa pintaan?
Pysy kanavalla. Siitä tulee jotain upeaa.
* Täysi paljastaminen: Vuosina 1995–2000 olin tiimissä, joka rakensi ja kalibroi STIS: n. Tämä on yksi syy, miksi rakastan kirjoittaa kaikista havainnoista, joissa sitä käytetään!
