Как «Хаббл» увидел Ганимед в 1996 году
Спектроскопические наблюдения за полярными сияниями на Ганимеде при помощи телескопа «Хаббл» впервые выявили наличие водяного пара на этом спутнике Юпитера. Такой вывод получилось сделать после двух десятилетий изучения этого небесного тела. Подробности можно прочитать в опубликованной в интернете работе.
Ганимед, спутник Юпитера, расположен в 800 млн км от Солнца, поэтому на нём достаточно холодно – вода находится на его поверхности в виде льда, а её средняя температура составляет -200 °C. И тем не менее в полдень заряженных частиц, приходящих к нему от Солнца, бывает достаточно, чтобы превратить небольшое количество льда в водяной пар. Свидетельства этого процесса впервые были найдены во время изучения полярных сияний спутника при помощи телескопа «Хаббл».
Полярные сияния помогли обнаружить следы кислорода, которые затем связали с наличием водяного пара у поверхности спутника. Конечно, под ледяной коркой Ганимеда находится глубокий океан, однако лёд слишком толстый для того, чтобы пар из него мог бы просочиться наружу. Толщину корки оценивают примерно в 150 км.
В предыдущих исследованиях учёные находили косвенные свидетельства того, что на Ганимеде, крупнейшем спутнике во всей Солнечной системе, воды находится больше, чем во всех океанах Земли.
В 1998 году спектрограф «Хаббла» сделал первые снимки Ганимеда в ультрафиолете, и на них было видно разноцветные ленточки наэлектризованного газа – полярные сияния, свидетельства наличия у Ганимеда слабого магнитного поля.
Особенности этого сияния позволяли предположить, что на Ганимеде присутствует кислород – либо в атомарной, либо в молекулярной форме. Сначала учёные склонялись к первому варианту. Но, проанализировав данные, полученные во время миссии «Джуно», а также с ультрафиолетового и регистрирующего спектрографов Хаббла, учёные с удивлением обнаружили, что на Ганимеде преобладает именно молекулярный кислород, O2.
В течение дня внешний вид полярного сияния в ультрафиолете менялся, и в районе полудня, когда становилось достаточно тепло для появления водяного пара, изменения соответствовали тому, как пар должен был влиять на это сияние.
Руководитель команды исследователей Лоренц Рот из Королевского технологического института в Швеции, пояснил, что пока учёные нашли на поверхности спутника только молекулярный кислород. Последний появляется из-за того, что заряженные частицы разъедают поверхность льда, вызывая сублимацию.
Исследование предваряет будущую миссию Европейского космического агентства JUICE, расшифровывающуюся, как «исследователь ледяных лун Юпитера». Космический аппарат планируют запустить в 2021 году. Он прибудет к Юпитеру в 2029-м, и не менее трёх лет будет тщательно изучать три крупнейших спутника Юпитера, а в особенности – Ганимед.
Ганимед будут изучать потому, что он представляет собой естественную лабораторию, дающую сведения о природе, развитии и потенциальной обитаемости ледяных миров. Кроме того, он через магнитные поля и плазму уникальным образом взаимодействует с Юпитером и всем его окружением.