gov-civil-vilareal.ptΠρόβλεψη για το φεγγάρι του Δία Γανυμήδη: Εξαιρετικά κρύο και ... υγρό;
>Χρησιμοποιώντας έναν συνδυασμό παλαιών και νέων δεδομένων από το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble, αστρονόμοι βρήκαν υδρατμούς στην ατμόσφαιρα του πλανήτη Γανυμήδη, μεγέθους πλανήτη του Δία !
Αυτά είναι πολύ δροσερά νέα, κυριολεκτικά: Στο μεγαλύτερο μέρος του φεγγαριού είναι πολύ κρύο για υδρατμούς, αλλά σε ορισμένα σημεία όπου είναι πιο ζεστό βρήκαν την μεγαλύτερη αφθονία του, υποδεικνύοντας σαφώς ότι προέρχεται από το ηλιακό φως που θερμαίνει την επιφάνεια. Επιπλέον, παραδόξως, μια συμβολή από το γελοία άγριο μαγνητικό πεδίο του Δία.
Ο Γανυμήδης είναι το μεγαλύτερο φεγγάρι στο ηλιακό σύστημα , μεγαλύτερο από τον Ερμή, και αν δεν ήταν σε τροχιά γύρω από τον Δία θα θεωρούνταν πλανήτης από μόνος του. Στην πραγματικότητα, είναι τόσο μεγάλο που διαφοροποιείται, που σημαίνει ότι έχει βαριά πράγματα όπως λιωμένο σίδηρο και νικέλιο στον πυρήνα του, ένα στρώμα βράχου, και στη συνέχεια μεταξύ αυτού και της επιφάνειας ουσιώδης υγρό ωκεανό νερού αρκετές εκατοντάδες χιλιόμετρα!
Ο Γανυμήδης, το μεγαλύτερο φεγγάρι του Δία, έχει μια εξαιρετικά αδύναμη ατμόσφαιρα με υδρατμούς μέσα, που προκαλείται από το ηλιακό φως που ζεσταίνει την επιφάνεια. Πίστωση: ESA/Hubble, J. daSilva
Η επιφάνεια είναι κυρίως βράχος και πάγος, και η κρούστα πολύ παχιά. Είναι απίθανο ότι οποιοδήποτε νερό από τον υπόγειο ωκεανό μπορεί να φτάσει στην επιφάνεια.
Ωστόσο, παρατηρήσεις χρησιμοποιώντας το φασματογράφο απεικόνισης διαστημικού τηλεσκοπίου (ή STIS) στο Hubble το 1998*έδειξε αέριο ατομικό οξυγόνο να λάμπει σαν σέλας πάνω από την επιφάνεια του Γανυμήδη. Το φεγγάρι έχει ένα ασθενές μαγνητικό πεδίο (που δημιουργείται από τον σιδερένιο πυρήνα του) που αλληλεπιδρά με το συντριπτικά ισχυρό του Δία. Αυτό δίνει στο ατομικό οξυγόνο ενέργεια, προκαλώντας λάμψη.
Οι μακρινές υπεριώδεις παρατηρήσεις το 1998 στο φεγγάρι του Δία Γανυμήδη από το διαστημικό τηλεσκόπιο Imaging Spectrograph στο Hubble δείχνουν ότι έχει μια λεπτή ατμόσφαιρα ατομικού οξυγόνου, που λάμπει σαν σέλας λόγω του αδύναμου μαγνητικού πεδίου του Γανυμήδη. Τα μοντέλα έδειξαν επίσης την παρουσία υδρατμών, η οποία ανακαλύφθηκε το 2021. Πίστωση: NASA/ESA/Lorenz Roth
Από πού προήλθε όμως το οξυγόνο; Τα μοντέλα της επιφάνειας προέβλεψαν επίσης την παρουσία μορίων νερού, τα οποία θα χτυπήθηκαν από υποατομικά σωματίδια που επιταχύνθηκαν από το μαγνητικό πεδίο του Δία. Αυτό θα τους χώριζε, δημιουργώντας οξυγόνο. Αλλά δεν εντοπίστηκε νερό.
Έτσι οι αστρονόμοι έκαναν νέες υπεριώδεις παρατηρήσεις του Γανυμήδη χρησιμοποιώντας τη φασματογράφο Cosmic Origins Spectrograph στο Hubble Ε Μετρήθηκαν πολύ προσεκτικά δύο διαφορετικά μήκη κύματος (σκεφτείτε τα ως χρώματα) του υπεριώδους φωτός και διαπίστωσαν ότι ο λόγος της φωτεινότητας των δύο απαιτεί να υπάρχουν υδρατμοί. καμία άλλη εξήγηση δεν είναι αληθοφανής.
Αυτή λοιπόν είναι μια έμμεση ανακάλυψη αλλά ακόμα μια ανακάλυψη! Να θυμάστε, η ατμόσφαιρα είναι εξαιρετικά λεπτή, μόλις περίπου ένα δισεκατομμύριο μόρια ανά κυβικό εκατοστό. Συγκριτικά, ο αέρας που αναπνέετε είναι 10 δισεκατομμύρια φορές πιο πυκνό. Το να στέκεσαι στο Γανυμήδη δεν διαφέρει πολύ από το να στέκεσαι στο κενό.
Είναι ενδιαφέρον ότι οι υδρατμοί είναι πιο άφθονοι στην επιφάνεια σε αυτό που ονομάζεται υποηλιακό σημείο , όπου ο Sunλιος λάμπει κατευθείαν (σκεφτείτε το ως εκεί που είναι μεσημέρι). Αυτό είναι το πιο ζεστό μέρος της επιφάνειας, οπότε είναι σαφές ότι οι ατμοί προέρχονται από το φως του ήλιου θερμαίνοντας την επιφάνεια αρκετά ώστε τα μόρια του νερού να μπορούν να μετατραπούν απευθείας από τον πάγο σε αέριο, μια διαδικασία που ονομάζεται εξάχνιση Ε Αυτό καθιστά την πρώτη και μοναδική μέχρι στιγμής ανίχνευση υδρατμών εξάχνωσης από το φως του ήλιου από τον πάγο οποιουδήποτε φεγγαριού στο εξωτερικό ηλιακό σύστημα. Πολύ ωραίο.
Μια επισκόπηση της ανακάλυψης υδρατμών στην ατμόσφαιρα του Γανυμήδη. Πίστωση: Κέντρο Διαστημικών Πτήσεων Goddard της NASA
Ένα μέρος όλων αυτών που βρήκα ιδιαίτερα έξυπνο είναι ότι βρήκαν περισσότερους υδρατμούς στην πίσω πλευρά του Γανυμήδη από την πρώτη πλευρά. Όπως όλα τα φεγγάρια στο ηλιακό σύστημα, έτσι και ο Γανυμήδης περιστρέφεται μία φορά κάθε φορά που περιστρέφεται γύρω από τον Δία, διατηρώντας το ίδιο πρόσωπο προς το μέρος του (όπως κάνει η Σελήνη μας με τη Γη). Αυτό δεν είναι τυχαίο Ε Αλλά σημαίνει επίσης ότι ένα ημισφαίριο του φεγγαριού βλέπει πάντα προς την κατεύθυνση που κινείται (όπως το μπροστινό παρμπρίζ ενός αυτοκινήτου), που ονομάζεται ηγετικό ημισφαίριο , και ο άλλος κοιτάει πάντα μακριά, έτσι είναι πίσω ημισφαίριο .
Αλλά. Ο Γανυμήδης χρειάζεται μια εβδομάδα για να περιστρέφεται τον Δία μία φορά, ενώ ο Δίας περιστρέφεται μία φορά κάθε φορά 10 ώρες Ε Αυτό σημαίνει ότι το μαγνητικό πεδίο του Δία περιστρέφεται πολύ γρηγορότερα από τις τροχιές του Γανυμήδη, έτσι ώστε με τη σειρά του το μαγνητικό πεδίο να σαρώνει πάνω από το ημισφαίριο της Σελήνης. Και πάλι, πολλά υποατομικά σωματίδια συλλαμβάνονται στο πεδίο, οπότε χτυπούν στην επιφάνεια στο πίσω μέρος του Γανυμήδη. Αυτό αλλάζει τη χημεία του πάγου εκεί, σκουραίνει ελαφρώς, έτσι είναι στην πραγματικότητα ελαφρώς πιο ζεστό στο φως του ήλιου, περίπου -131 ° C (-204 ° F) έναντι -125 ° C (-193 ° F). Δεν είναι πολύ, αλλά βοηθά στη δημιουργία περισσότερων υδρατμών στην πίσω πλευρά από την κορυφαία.
Οι υδρατμοί υπάρχουν μόνο στο υποηλιακό σημείο, το οποίο αλλάζει κατά τη διάρκεια της τροχιάς του Γανυμήδη. καθώς κοιτάτε μακρύτερα από εκείνο το σημείο, η ποσότητα πέφτει απότομα. Αλλά όταν το υποηλιακό σημείο βρίσκεται στο ημισφαίριο που ακολουθεί, υπάρχει πολύ περισσότερος υδρατμός, με συντελεστή έξι φορές , γιατί είναι λίγο πιο ζεστό. Αυτό είναι υπέροχο.
Η θεαματική επιφάνεια του τεράστιου φεγγαριού του Δία Γανυμήδη, που είδε το διαστημόπλοιο Juno στις 7 Ιουνίου 2021. Πίστωση: NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS
πόσο διαρκεί το μουσικό γυμνάσιο 2
Γνωρίζαμε για την ύπαρξη φεγγαριών γύρω από τον Δία από την εποχή του Γαλιλαίου τουλάχιστον πριν από 400 χρόνια. Αλλά ακόμα μαθαίνουμε γι 'αυτά, μέσω υπολογιστικών μοντέλων της χημείας και της φυσικής που έχουν μετριαστεί από παρατηρήσεις που έγιναν στη Γη και με διαστημόπλοιο σε τροχιά Ε Τον Ιούνιο του 2022 ο Ευρωπαϊκός Οργανισμός Διαστήματος σχεδιάζει να εκτοξεύσει τον Δία των Παγωμένων φεγγαριών Explorer , ή JUICE (αγαπήστε το), το οποίο - μετά την άφιξή του το 2030 - θα κάνει τροχιά σε τρία από τα φεγγάρια του Δία, συμπεριλαμβανομένου του Γανυμήδη. Τι θα βρούμε τότε; Ειδικά στο Europa, όπου ο ωκεανός κάτω από την επιφάνεια μπορεί κάλλιστα να διαρρεύσει στην επιφάνεια;
Μείνετε συντονισμένοι. Αυτό θα είναι κάτι υπέροχο.
* Πλήρης αποκάλυψη: Από το 1995-2000 ήμουν στην ομάδα που έφτιαξε και βαθμονόμησε το STIS. Αυτός είναι ένας λόγος που μου αρέσει να γράφω για τυχόν παρατηρήσεις χρησιμοποιώντας αυτό!
