gov-civil-vilareal.ptVoorspelling voor Jupiters maan Ganymedes: Extreem koud en... vochtig?
>Met behulp van een combinatie van oude en nieuwe gegevens van Hubble Space Telescope, astronomen hebben waterdamp gevonden in de atmosfeer van de planeetgrote maan Ganymedes van Jupiter !
Dit is letterlijk heel cool nieuws: op het grootste deel van de maan is het te koud voor waterdamp, maar op sommige plekken waar het het warmst is, vonden ze de grootste hoeveelheid ervan, wat duidelijk aangeeft dat het afkomstig is van zonlicht dat het oppervlak verwarmt. Plus, bizar, een bijdrage van het belachelijk felle magnetische veld van Jupiter.
Ganymedes is de grootste maan in het zonnestelsel , groter dan Mercurius, en als het niet in een baan om Jupiter zou draaien, zou het als een planeet op zich worden beschouwd. In feite is het zo groot dat het gedifferentieerd is, wat betekent dat het zware dingen heeft zoals gesmolten ijzer en nikkel in de kern, een laag gesteente, en dan tussen dat en het oppervlak een substantieel vloeibaar water oceaan honderden kilometers diep!
Ganymedes, de grootste maan van Jupiter, heeft een extreem ijle atmosfeer met waterdamp erin, veroorzaakt door zwak zonlicht dat het oppervlak opwarmt. Krediet: ESA/Hubble, J. daSilva
ja, u kunt een specifiek persoon manifesteren
Het oppervlak bestaat voornamelijk uit steen en ijs, en de korst is erg dik. Het is onwaarschijnlijk dat er water uit de ondergrondse oceaan naar de oppervlakte kan komen.
Echter, waarnemingen met behulp van de Space Telescope Imaging Spectrograph (of STIS) op Hubble in 1998*toonde gasvormige atomaire zuurstof die gloeide als een aurora boven het oppervlak van Ganymedes. De maan heeft een zwak magnetisch veld (gegenereerd door zijn ijzeren kern) dat interageert met de overweldigend krachtige van Jupiter. Dit geeft de atomaire zuurstof energie, waardoor het gaat gloeien.
Ver-ultraviolette waarnemingen in 1998 van Jupiters maan Ganymedes door de Space Telescope Imaging Spectrograph aan boord van Hubble laten zien dat het een dunne atmosfeer van atomaire zuurstof heeft, gloeiend als een aurora vanwege het zwakke magnetische veld van Ganymedes. Modellen wezen ook op de aanwezigheid van waterdamp, die in 2021 werd ontdekt. Credit: NASA/ESA/Lorenz Roth
Maar waar kwam de zuurstof vandaan? Modellen van het oppervlak voorspelden ook de aanwezigheid van watermoleculen, die zouden worden dichtgeslagen door subatomaire deeltjes die worden versneld door het magnetische veld van Jupiter. Dat zou ze uit elkaar halen en zuurstof creëren. Maar er werd geen water gedetecteerd.
drie billboards buiten ebbing missouri ouders gids
Dus maakten astronomen nieuwe ultravioletwaarnemingen van Ganymedes met behulp van de Cosmic Origins Spectrograph aan boord van Hubble . Ze maten zeer zorgvuldig twee verschillende golflengten (zie ze als kleuren) van UV-licht, en ontdekten dat de verhouding van de helderheid van de twee vereist dat er waterdamp aanwezig is; geen andere verklaring is aannemelijk.
Dit is dus een indirecte ontdekking maar toch een ontdekking! Let wel, de atmosfeer is buitengewoon dun, ongeveer een miljard moleculen per kubieke centimeter. Ter vergelijking: de lucht die je inademt is 10 miljard keer dichter. Staan op Ganymedes is niet veel anders dan in een vacuüm staan.
hoe lang duurt het voordat hij belt na een breuk?
Interessant is dat de waterdamp het meest overvloedig aanwezig is aan de oppervlakte op wat de wordt genoemd subzonnepunt , waar de zon recht naar beneden schijnt (zie het als waar het middag is). Dat is het warmste deel van het oppervlak, dus het is duidelijk dat de damp afkomstig is van zonlicht dat het oppervlak voldoende opwarmt zodat watermoleculen direct van ijs in een gas kunnen veranderen, een proces dat sublimatie . Dat maakt dit de allereerste en enige detectie tot nu toe van waterdamp gesublimeerd door zonlicht van het ijs van een maan in het buitenste zonnestelsel. Best wel gaaf.
Een overzicht van de ontdekking van waterdamp in de atmosfeer van Ganymedes. Krediet: NASA's Goddard Space Flight Center
Een deel van dit alles dat ik bijzonder handig vond, is dat ze meer waterdamp aan de achterkant van Ganymedes vonden dan aan de voorkant. Zoals alle manen in het zonnestelsel, draait Ganymedes eenmaal voor elke keer dat het om Jupiter draait, met hetzelfde gezicht ernaartoe (zoals onze maan doet met de aarde). Dat is geen toeval . Maar het betekent ook dat een halve bol van de maan altijd in de richting waarin hij beweegt is gericht (zoals de voorruit van een auto), de zogenaamde leidend halfrond , en de ander kijkt altijd weg, dus het is de achterblijvend halfrond .
20.000 mijlen onder de zee film
Maar. Ganymedes doet er een week over om eenmaal om Jupiter te draaien, terwijl Jupiter eenmaal per keer draait 10 uur . Dat betekent dat het magnetische veld van Jupiter veel sneller roteert dan de banen van Ganymedes, dus dat betekent op zijn beurt dat het magnetische veld over het achterblijvende halfrond van de maan zwaait. Nogmaals, er worden veel subatomaire deeltjes gevangen in het veld, dus ze slaan tegen het oppervlak aan de achterkant van Ganymedes. Dat verandert de chemie van het ijs daar, waardoor het iets donkerder wordt, dus het is eigenlijk iets warmer in zonlicht, ongeveer -131° C (-204° F) versus -125° C (-193° F). Het is niet veel, maar het helpt wel om meer waterdamp aan de achterkant te creëren dan aan de voorkant.
De waterdamp bestaat alleen op het subsolaire punt, dat verandert in de loop van de baan van Ganymedes; als je verder van dat punt kijkt, daalt het bedrag steil. Maar wanneer het subsolaire punt zich op het achterste halfrond bevindt, is er veel meer waterdamp, met een factor van zes keer , omdat het iets warmer is. Dat is geweldig.
Het spectaculaire oppervlak van Jupiters enorme maan Ganymedes, gezien door het Juno-ruimtevaartuig op 7 juni 2021. Credit: NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS
We weten al sinds de tijd van Galileo meer dan 400 jaar geleden over het bestaan van manen rond Jupiter. Maar we leren er nog steeds over, via computermodellen van de scheikunde en natuurkunde, getemperd door waarnemingen op aarde en door ruimtevaartuig in een baan om de aarde . In juni 2022 de European Space Agency is van plan om de Jupiter Icy moons Explorer te lanceren , of JUICE (hou daarvan), dat - nadat het in 2030 is gearriveerd - in een baan om drie van Jupiters manen zal draaien, waaronder Ganymedes. Wat zullen we dan vinden? Vooral in Europa, waar de oceaan onder het oppervlak heel goed naar het oppervlak kan lekken?
Blijf kijken. Dat wordt iets prachtigs.
* Volledige openheid: van 1995-2000 zat ik in het team dat STIS bouwde en kalibreerde. Dat is een reden waarom ik graag schrijf over observaties die het gebruiken!
