gov-civil-vilareal.ptПрогноза за луната на Юпитер Ганимед: Изключително студено и ... влажно?
>Използвайки комбинация от стари и нови данни от космическия телескоп Хъбъл, астрономи са открили водни пари в атмосферата на Луната с размер на планетата Юпитер Ганимед !
Това е много готина новина, буквално: На по -голямата част от Луната е твърде студено за водни пари, но в някои места, където е най -топло, те откриха най -голямото му количество, което ясно показва, че идва от слънчева светлина, загряваща повърхността. Плюс това, странно, принос от нелепо жестокото магнитно поле на Юпитер.
Ганимед е най -голямата луна в Слънчевата система , по -голям от Меркурий, и ако не беше в орбита на Юпитер, той би се считал за планета сама по себе си. Всъщност той е толкова голям, че е диференциран, което означава, че има тежки неща като разтопено желязо и никел в сърцевината си, слой от скала и след това между повърхността и съществен течен воден океан на дълбочина няколкостотин километра!
Ганимед, най -голямата луна на Юпитер, има изключително слаба атмосфера с водни пари в нея, причинена от слабата слънчева светлина, затопляща повърхността. Кредит: ESA/Hubble, J. daSilva
Повърхността е предимно скала и лед, а кората много дебела. Малко вероятно е някаква вода от подпочвения океан да излезе на повърхността.
Въпреки това, наблюдения с помощта на спектрограф за изобразяване на космически телескоп (или STIS) на Хъбъл през 1998 г.*показа газообразен атомен кислород, светещ като полярно сияние над повърхността на Ганимед. Луната има слабо магнитно поле (генерирано от нейното железно ядро), което взаимодейства с изключително мощното поле на Юпитер. Това дава енергия на атомния кислород, което го кара да свети.
Далечни ултравиолетови наблюдения през 1998 г. на луната на Юпитер Ганимед от изобразяващия спектрограф на космическия телескоп на борда на „Хъбъл“ показват, че тя има тънка атмосфера от атомен кислород, светеща като полярно сияние поради слабото магнитно поле на Ганимед. Моделите показват и наличието на водни пари, което е открито през 2021 г. Кредит: НАСА/ESA/Лоренц Рот
Но откъде идва кислородът? Моделите на повърхността предвиждат и наличието на водни молекули, които ще бъдат ударени от субатомни частици, ускорени от магнитното поле на Юпитер. Това би ги разделило, създавайки кислород. Но вода не беше открита.
медиите на здравия разум на острова на кучетата
Така че астрономите направиха нови ултравиолетови наблюдения на Ганимед, използвайки спектрографа на космическия произход на борда на Хъбъл . Те много внимателно измериха две различни дължини на вълните (мислете ги за цветове) на UV светлина и установиха, че съотношението на яркостта на двете изисква наличието на водни пари; друго обяснение не е правдоподобно.
Така че това е косвено откритие, но все пак откритие! Имайте предвид, че атмосферата е изключително тънка, само около милиард молекули на кубичен сантиметър. За сравнение, въздухът, който дишате, е 10 милиарда пъти по -плътно. Стоенето на Ганимед не е много по -различно от това да стоиш във вакуум.
бившето ми гадже иска да бъдем приятели
Интересното е, че водната пара е най -обилна на повърхността на това, което се нарича подсоларна точка , където Слънцето грее направо надолу (мислете за него като за обед). Това е най -топлата част от повърхността, така че е ясно, че парите идват от слънчева светлина, затопляйки повърхността достатъчно, че водните молекули могат да се превърнат директно от лед в газ, процес, наречен сублимация . Това прави това първото и единствено засега откриване на водни пари, сублимирани от слънчева светлина от леда на всяка луна във външната Слънчева система. Много готино.
Преглед на откритието на водни пари в атмосферата на Ганимед. Кредит: Центърът за космически полети на Годард на НАСА
Една част от всичко това, което намерих за особено изящно, е, че те откриха повече водни пари от задната страна на Ганимед, отколкото от водещата страна. Подобно на всички луни в Слънчевата система, Ганимед се върти веднъж за всеки път, когато обикаля около Юпитер, като държи едно и също лице към него (както нашата Луна прави със Земята). Това не е случайно . Но това също означава, че едно полукълбо на Луната винаги е обърнато в посоката, в която се движи (като предното предно стъкло на колата), наречено водещо полукълбо , а другият винаги е обърнат настрани, така че това е задно полукълбо .
Но. Ганимед отнема седмица, за да обиколи Юпитер веднъж, докато Юпитер се върти веднъж на всеки 10 часа . Това означава, че магнитното поле на Юпитер се върти много по -бързо от орбитите на Ганимед, така че това от своя страна означава, че магнитното поле преминава над задната полусфера на Луната. Отново много субатомни частици се улавят на полето, така че те се блъскат в повърхността отзад на Ганимед. Това променя химиката на леда там, потъмнявайки го леко, така че всъщност е малко по -топъл на слънчева светлина, около -131 ° C (-204 ° F) срещу -125 ° C (-193 ° F). Не е много, но помага за създаването на повече водни пари от задната страна от водещата.
Водната пара съществува само в подсоларната точка, която се променя в хода на орбитата на Ганимед; като погледнете по -далеч от тази точка, сумата пада рязко. Но когато подсоларната точка е на задната полукълба, има много повече водни пари, в зависимост от шест пъти , защото е малко по -топло. Това е невероятно.
Впечатляващата повърхност на огромната луна на Юпитер Ганимед, видяна от космическия кораб Juno на 7 юни 2021 г. Кредит: НАСА/JPL-Caltech/SwRI/MSSS
Знаем за съществуването на луни около Юпитер поне от времето на Галилей преди повече от 400 години. Но все още учим за тях чрез компютърни модели на химията и физиката, смекчени от наблюдения, направени на Земята и от космически кораб на орбита . През юни 2022 г. Европейската космическа агенция планира да пусне Юпитер ледените луни Explorer , или СОК (обичам това), който - след като пристигне през 2030 г. - ще обикаля около три от спътниците на Юпитер, включително Ганимед. Какво ще открием тогава? Особено в Европа, където океанът под повърхността може много добре да изтече на повърхността?
Останете на линия. Това ще бъде нещо прекрасно.
* Пълно разкриване: От 1995-2000 г. бях в екипа, който изгради и калибрира STIS. Това е една от причините да обичам да пиша за всякакви наблюдения, използващи го!
