gov-civil-vilareal.ptVejrudsigt for Jupiters måne Ganymede: Ekstremt koldt og… fugtigt?
>Ved hjælp af en kombination af gamle og nye data fra Hubble Rumteleskop, astronomer har fundet vanddamp i atmosfæren på Jupiters måne Ganymedes i planetstørrelse !
Dette er meget fede nyheder, bogstaveligt talt: På det meste af månen er det for koldt til vanddamp, men på nogle steder, hvor det er varmest, fandt de den højeste overflod af det, hvilket tydeligt angiver, at det kommer fra sollys, der opvarmer overfladen. Plus, bizart, et bidrag fra Jupiters latterligt voldsomme magnetfelt.
Ganymedes er den største måne i solsystemet , større end Merkur, og hvis det ikke kredsede om Jupiter, ville det blive betragtet som en planet i sig selv. Faktisk er det så stort, at det er differentieret, hvilket betyder, at det har tunge ting som smeltet jern og nikkel i sin kerne, et lag sten, og derefter mellem det og overfladen en betydelig flydende vand ocean flere hundrede kilometer dybt!
Ganymede, Jupiters største måne, har en ekstremt svag atmosfære med vanddamp i den, forårsaget af svækket sollys, der varmer overfladen. Kredit: ESA/Hubble, J. daSilva
pirates of the caribbean common sense media
Overfladen er for det meste sten og is, og skorpen meget tyk. Det er usandsynligt, at noget vand fra havets overflade kan komme til overfladen.
hvordan man bruger grabovoi talliste
Men observationer ved hjælp af Space Telescope Imaging Spectrograph (eller STIS) på Hubble i 1998*viste gasformig atom oxygen, der glødede som en aurora over Ganymedes overflade. Månen har et svagt magnetfelt (genereret af dets jernkerne), der interagerer med Jupiters overvældende kraftfulde. Dette giver atomisk ilt energi, hvilket får det til at lyse.
Langt ultraviolette observationer i 1998 af Jupiters måne Ganymedes ved rumteleskopets billeddannelses spektrograf ombord på Hubble viser, at den har en tynd atmosfære af atomært ilt, der lyser som en aurora på grund af Ganymedes svage magnetfelt. Modeller angav også forekomsten af vanddamp, som blev opdaget i 2021. Kredit: NASA/ESA/Lorenz Roth
Men hvor kom ilten fra? Modeller af overfladen forudsagde også tilstedeværelse af vandmolekyler, som ville blive smækket af subatomære partikler, der blev accelereret af Jupiters magnetfelt. Det ville bryde dem fra hinanden og skabe ilt. Men der blev ikke fundet vand.
Så astronomer lavede nye ultraviolette observationer af Ganymedes ved hjælp af Cosmic Origins Spectrograph ombord på Hubble . De målte meget omhyggeligt to forskellige bølgelængder (tænk på dem som farver) af UV -lys, og fandt ud af, at forholdet mellem lysstyrken for de to kræver, at der er vanddamp til stede; ingen anden forklaring er plausibel.
Så dette er en indirekte opdagelse, men stadig en opdagelse! Husk, atmosfæren er usædvanlig tynd, cirka en milliard molekyler pr. Kubikcentimeter. Til sammenligning er luften, du trækker vejret 10 mia gange tættere. At stå på Ganymede er ikke meget anderledes end at stå i et vakuum.
Interessant nok er vanddampen mest rigelig på overfladen på det, der kaldes subsolar punkt , hvor Solen skinner lige ned (tænk på det som hvor det er middag). Det er den varmeste del af overfladen, så det er klart, at dampen kommer fra sollys, der varmer overfladen nok til, at vandmolekyler kan vende sig direkte fra is til en gas, en proces kaldet sublimering . Det gør dette til den allerførste og eneste opdagelse hidtil af vanddamp sublimeret af sollys fra isen på enhver måne i det ydre solsystem. Ret cool.
scooby-doo og cyberjagten
En oversigt over opdagelsen af vanddamp i atmosfæren i Ganymedes. Kredit: NASAs Goddard Space Flight Center
En del af alt dette, jeg fandt særlig smart, er, at de fandt mere vanddamp på den bageste side af Ganymedes end den forreste side. Som alle måner i solsystemet snurrer Ganymedes en gang for hver gang den kredser om Jupiter og holder det samme ansigt mod det (som vores måne gør med Jorden). Det er ikke tilfældigt . Men det betyder også, at en halvkugle af månen altid vender i den retning, den bevæger sig (som en bils forrude foran), kaldet førende halvkugle , og den anden vender altid væk, så det er den efterfølgende halvkugle .
the3tails-filmen: et havfrueeventyr
Men. Ganymede tager en uge med at kredser om Jupiter en gang, mens Jupiter snurrer en gang hver 10 timer . Det betyder, at Jupiters magnetfelt roterer meget hurtigere end Ganymedes kredsløb, så det igen betyder, at magnetfeltet fejer over månens bageste halvkugle. Igen fanges masser af subatomære partikler i marken, så de smækker i overfladen på Ganymedes bagside. Det ændrer isens kemi der, gør den mørkere, så den faktisk er lidt varmere i sollys, omkring -131 ° C (-204 ° F) mod -125 ° C (-193 ° F). Det er ikke meget, men det hjælper med at skabe mere vanddamp på bagenden end den forreste.
Vanddampen findes kun på det subsolare punkt, som ændrer sig i løbet af Ganymedes bane; når du ser længere fra det punkt, falder mængden brat. Men når det subsolare punkt er på den bageste halvkugle, er der meget mere vanddamp, med en faktor på seks gange , fordi det er lidt varmere. Det er fantastisk.
Den spektakulære overflade af Jupiters enorme måne Ganymedes, set af Juno-rumfartøjet i 7. juni 2021. Kredit: NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS
Vi har kendt til eksistensen af måner omkring Jupiter siden mindst Galileos tid for over 400 år siden. Men vi lærer stadig om dem via computermodeller af kemi og fysik hæmmet af observationer taget på Jorden og med rumfartøjer i kredsløb . I juni 2022 Det europæiske rumagentur planlægger at lancere Jupiter Icy moons Explorer , eller JUICE (elsker det), som - efter det ankommer i 2030 - vil kredser om tre af Jupiters måner, herunder Ganymede. Hvad finder vi så? Især i Europa, hvor havets overflade meget vel kan sive ud på overfladen?
Bliv hængende. Det bliver noget vidunderligt.
* Fuld oplysning: Fra 1995-2000 var jeg på holdet, der byggede og kalibrerede STIS. Det er en af grundene til, at jeg elsker at skrive om observationer, der bruger det!
