100kitov.ru

Интересные факты — события, биографии людей, психология
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Ученые зафиксировали над спутником Юпитера водяной пар

Ученые зафиксировали над спутником Юпитера водяной пар

На спутнике Юпитера нашли воду

Новости

Астрономы из Центра космических полетов им. Годдарда зафиксировали над Европой – спутником Юпитера остатки водяного пара.

Европа относится к самым крупным юпитерианским спутникам. Интерес Европы для ученых в том, что ее поверхность состоит из льда. Эта ледяная корка имеет толщину от 5 до 20 км.

Под ней же гипотетически может находиться жидкая вода. Это становится возможным из-за того, что ядро этого небесного тела горячее. Таким оно является из-за гравитационного воздействия материнской планеты. Ведь океан на таком значительном удалении от Солнца мог бы замерзнуть. Он может существовать в жидком состоянии за счет процессов приливного трения.

Предполагается, что область жидкой воды составляет примерно одну десятую радиуса спутника. Под внутренним океаном находится мантия из силикатов и горячее ядро, состоящее главным образом из железа.

Еще свыше двух десятилетий назад космическим аппаратом «Галилей» было обнаружено на поверхности Европы жидкость, способную проводить электрический ток. При анализе результатов наблюдений оказалось, что на поверхности спутника есть большие шлейфы жидкости. Космический телескоп «Хаббл» подтвердил предположение.

В работе, посвященной измерениям водяного пара в условиях спокойной среды, который находится на Европе, ученые сопоставили полученные данные. Они добавили результаты изучения спутника, предоставленные обсерваторией Кека, расположенной на Гавайях. Только в одном наблюдении удалось обнаружить остатки водяного пара.

То, что заметные объемы водяного пара удалось увидеть только в одном эпизоде наблюдений, свидетельствует, что причины этого явления – внутренние. Подобные сильные выбросы воды являются редкими и спорадическими

Эти результаты показали, что в атмосфере спутника Юпитера действительно есть вода. Вероятно, что ее источником являются горячие потоки, выбрасывающиеся из-под льда. Вероятно, это гейзеры.

Астрономы во главе с Томом Нордхеймом выдвинули интересную гипотезу, согласно которой на спутнике Юпитера могут находиться микроорганизмы подо льдом, а не на глубине несколько десятков километров, как предполагалось ранее.

Но, по мнению астрономов, выбросы пара на спутнике могут происходить и на более низком уровне. Точные данные можно получить уже в следующем десятилетии. Вероятно, что тогда удастся изучить влияние на процессы образования водяного пара весьма мощного магнитного поля Юпитера, а также метеоритов, которых очень много рядом с Юпитером. Интересно, что Европа является одним из перспективных мест для поиска внеземной жизни.

Следы ее потенциально можно зафиксировать, если подземная жидкая вода вытекает на поверхность. Возможно, этот спутник в будущем будут исследовать высокотехнологические зонды (сейчас это JUICE или Europa Clipper). Пока что ученые не могут связать наличие подледного океана и наличие выбросов водяного пара в атмосферу спутника.

Телескоп Hubble обнаружил водяной пар в атмосфере двух спутников Юпитера

+7 926 604 54 63 address

Данные телескопа Hubble указали на постоянное присутствие водяного пара в атмосфере спутников Юпитера Европы и Ганимеда. Правда, на Европе вода в атмосфере присутствует только на одном полушарии.

Читайте так же:
Почему, если прищуриться, видно лучше?

Jupiter and Moons by New Horizons Юпитер и два его спутника — снимок аппарата New Horizons. Notes by Galileo on Jovian moons Заметки Галилея о наблюдении спутников Юпитера под черновиком письма дожу Венеции.

Европа и Ганимед — два из четырёх наиболее крупных спутников Юпитера («Галилеевых лун»), которые можно рассмотреть в любительский телескоп и открытых ещё в 1610-м году Галилеем во время самых первых наблюдений за звёздами в телескоп. Европа имеет океан, расположенный глубоко под ледяной поверхностью, и, возможно, занимающий всю или значительную часть площади спутника. До этого водяной пар на Европе находили только в выбросах из-подо льда, вызванных деятельностью вулканов. Эти источники похожи на земные гейзеры, но из-за низкой силы притяжения высота подъёма такой «водяной струи» над поверхностью спутника достигает 100 километров. Разумеется, в условиях сверхнизкого давления и низких температур эта вода моментально превращается в пар. Подробнее про обнаружение воды в выбросах криовулканов Европы можно прочитать в другой статье на нашем сайте.

Новые результаты обработки архивных данных «Хаббла» с 1999 по 2015 год показывают, что сопоставимые концентрации водяного пара присутствуют над гораздо более обширными площадями и такое его распределение в атмосфере Европы уже не может объясняться работой гейзеров. Более того, водяной пар обнаруживается и на другом спутнике Юпитера — Ганимеде, на котором тоже подозревают существование обширного океана под ледовой поверхностью.

Для анализа выбрали наборы данных «Хаббла» разных лет, которые включали наблюдения за спутниками Юпитера в ультрафиолетовом диапазоне. Для прямого обнаружения молекулярных газов в атмосфере необходимы наблюдения в инфракрасном спектре, на длинах волн, которые соответствуют колебаниям атомов внутри молекулы. Такие наблюдения выполняются на специально предназначенных для этого диапазона наземных и космических телескопах, в частности, недавно завершившем работу космическом инструменте Spitzer. Доступный для камер Hubble видимый и ультрафиолетовый диапазон отвечает атомным спектрам. По таким данным можно сделать вывод о наличии в атмосфере атомов тех или иных элементов, но неизвестно, образуют ли они какие-либо молекулярные соединения.

Ganymede auroras

«Полярные сияния» на Ганимеде — интенсивности двух ультрафиолетовых линий в спектре кислорода. Первые снимки ультрафиолетового диапазона телескопа Hubble 1998 г.

Ganymede darkside by Juno spacecraft

Новый способ обработки как раз и позволил использовать для молекулярного анализа атмосферы доступные данные ультрафиолетового диапазона. Эту часть спектра для непосредственного обнаружения молекул использовать нельзя, но присутствие молекулярных соединений оказывается возможным показать косвенными методами, по «балансу» излучения отдельных линий атомных спектров. Тёмная сторона Ганимеда — снимок аппарата «Юнона». NASA/JPL-Caltech/SwRI. Так, основной инструмент для исследования атмосфер на спутниках Юпитера — две особые линии в спектре атомного кислорода на длинах волн 1356 и 1304 Å, доступные для спектрометра «Хаббла». Эти длины волн соответствуют глубокому ультрафиолетовому диапазону (напомним, что видимый диапазон начинается с длин волн порядка 4000 Å = 400 нм, соответствующих фиолетовому и синему цвету). Отношение интенсивностей излучения на этих длинах позволяет судить о молекулярном составе атмосферы и поэтому стало одним из главных диагностических средств. Вкратце, методика исследования атмосферы исходит из того, что линия 1356 Å (в соответствии с номенклатурой спектров её обозначают OI 1356) оказывается при всех измерениях более интенсивной по сравнению с линией 1304 Å. Такой дисбаланс можно объяснить только наличием источника в виде молекулярного кислорода O2 — его диссоциация под ударным воздействием электронов космического излучения и даёт дополнительный вклад именно в интенсивность линии OI 1356 Å. Отклонение отношения интенсивностей линий от некоторого «эталонного» значения, которое должна бы давать атмосфера, содержащая молекулярный кислород, предположительно, объясняется вкладом ещё и атомарного кислорода (отдельных атомов O), соответственно можно изучать соотношение в атмосферах юпитерианских спутников молекулярного и атомарного кислорода (O/O2) при разных условиях. Далее, такое отношение можно исследовать не только для всей атмосферы, но и для отдельных её частей — например, в зависимости от высоты над поверхностью или на различных полушариях спутника.

Читайте так же:
Объявлена стоимость самой большой в мире ветряной электростанции

Ganymede orbital positions during Hubble observations

Различное положение Ганимеда по отношению к Солнцу и Юпитеру во время разных сеансов наблюдений позволило отделить вклад атомарного кислорода и водяного пара в интенсивность спектральных линий. L. Roth et al., Nat Astron 5, 1043 (2021).

Оказывается, что по интенсивностям двух кислородных линий в сочетании с дополнительными данными спектрографов «Хаббла» можно сделать вывод не только о кислородной составляющей атмосферы, но и собственно об искомом водяном паре. Летом 2021 года таким образом удалось установить присутствие H2O в атмосфере спутника Юпитера Ганимеда (статья с результатами исследований вышла в Nature Astronomy). Источником дополнительной информации для Ганимеда стали недавние снимки другого спектрометра «Хаббла», COS (Cosmic Origins Spectrograph), сделанные для разных фаз спутника, то есть при разных его положениях по отношению к освещению Солнцем. В зависимости от того, находится ли спутник в тени Юпитера или на солнечной стороне, должен меняться вклад от солнечного ветра в ионизацию атомов кислорода и интенсивность соответствующих линий. Особенности спектра в разных условиях наблюдения позволили заключить, что различия интенсивностей двух линий только за счёт избытка атомарного кислорода объяснить нельзя: его образуется значительно меньше, чем нужно и чем предполагалось раньше. Зато наблюдаемые профили интенсивностей как раз предполагают нужный баланс за счёт наличия в атмосфере водяного пара. Более того, в зависимости от локации на поверхности спутника (вблизи экватора в солнечный полдень, вблизи полюсов или когда на спутнике ночь) такая косвенно определённая концентрация H2O ожидаемо изменяется — при разных температурах интенсивность испарения водяного льда в атмосферу будет разной.

Этот же подход астрофизики применили к исследованию атмосферы Европы (соответствующая статья — продолжение вышла в сентябре 2021 г. в Geophysical Research Letters). Поверхность Европы лучше отражает солнечный свет по сравнению с Ганимедом, и температура на ней поэтому ниже: на её дневной стороне она составляет −160 °C, но лёд с поверхности под действием Солнца так же сублимируется в водяной пар, не переходя в жидкую фазу. Интересно, что, в отличие от Ганимеда, «водяная» атмосфера в сопоставимых концентрациях наблюдалась только на одном её полушарии — ведомом, или обращённом в сторону, обратную движению Европы по орбите. Подобный дисбаланс распределения наблюдается и на Ганимеде: водяного пара в атмосфере меньше на стороне по направлению движения и больше — на тыльной, но он так или иначе присутствует. Откуда такая асимметрия в распределении водяного пара на разных полушариях спутников — пока что непонятно.

Читайте так же:
Бутылочный дом Владимира Сысы

JUICE (JUpiter ICy moons Explorer) — будущий проект Европейского космического агентства (ESA) по исследованию системы Юпитера в рамках третьей программы ESA фундаментальных космических исследований Cosmic Vision 2015—2025 гг. Запуск аппарата запланирован на 2022 год с прибытием к Юпитеру в 2029. Он проведёт на орбите Юпитера не менее трёх лет, изучая планету и три её крупнейших спутника; особое внимание планируется уделить Ганимеду и Европе как небесным телам с потенциально благоприятными условиями для развития жизни под поверхностным ледяным покровом. Аналогичный проект NASA Europa Clipper, как следует из названия, сосредоточится на исследовании Европы; аппарат планируется к запуску в конце 2024 года.

Triple Jupiter eclipse by moons

Одновременное прохождение сразу трёх «галилеевых лун» по диску Юпитера — композитный снимок 2004 г. Справа — рисунок 1880 года, изображающий аналогичное явление (подробнее см. статью по ссылке).

Найдены доказательства водяного пара на спутнике Юпитера

Юпитер фото

Считается, что в спутнике Юпитера, Ганимеде, больше воды, чем во всех океанах Земли.

Ученые обнаружили первое в истории ощутимое свидетельство наличия водяного пара на луне Юпитера, Ганимеде, что подтверждает давнюю гипотезу о существовании воды на Луне и обнаруживает более теплое место, где может выделяться водяной пар.

Результаты исследования были опубликованы в рецензируемом научном журнале Nature Astronomy.

В идее присутствия воды на лунах Юпитера нет ничего нового. Фактически, один спутник, в частности, Европа, имеет воду. В то время как Европа довольно мала, меньше спутника Земли, спутник Юпитера Ганимед является самой большим спутником в Солнечной системе. Фактически, это больше, чем планета Меркурий.

Долгое время считалось, основываясь на косвенных доказательствах, что Ганимед содержит воду. В частности, считалось, что в нем больше воды, чем во всем океане Земли. Но как спутник без теплой атмосферы и температуры Земли, вся вода, о которой идет речь, была бы замороженной. Кроме того, океан вообще будет не на поверхности, а примерно в 100 милях под его толстой скалистой и ледяной корой.

Читайте так же:
Как делают оптические прицелы. Часть 2

Доказательства относятся к 1998 году, когда на изображениях спектрографа Хаббла были обнаружены признаки молекулярного кислорода (O2), но наблюдаемые особенности не соответствовали атмосфере чистого O2.

Сначала предполагалось, что это могло быть из-за высокой концентрации атомарного кислорода (O), но исследование 2018 года, которое должно было поддержать миссию NASA Juno, показало, что в атмосфере Ганимеда почти не было атомарного кислорода.

Руководитель исследования 2018 года Лоренц Рот из Королевского технологического института KTH в Стокгольме, Швеция, обнаружил, что температура на спутнике не всегда такая низкая, как считалось ранее. В некоторые моменты в течение дня область около экватора спутника, известная как подсолнечная точка, из-за того, что солнечный свет падает прямо на нее, может стать достаточно теплой, чтобы ее ледяная поверхность испускала небольшое количество молекул воды.

Однако следует отметить, что подсолнечная точка меняется из-за того, как работает орбита Ганимеда. Иногда это так называемое ведущее полушарие, часть спутника, обращенная к Юпитеру. Но когда он находится в заднем полушарии, обращенном к Солнцу, водяного пара становится больше из-за того, что он несколько теплее.

Как заметил астроном Фил Плейт , это означает, что количество водяного пара может быть в шесть раз больше, когда подсолнечная точка находится на заднем полушарии.

Эти результаты особенно важны в связи с ожиданием миссии Европейского космического агентства (ЕКА) JUpiter ICy Moon Explorer (JUICE) , которая должна запустить в 2022 году зонд к Юпитеру, прибывающий в 2029 году, и наблюдать за планетой и тремя крупнейшими объектами. Спутники Юпитера, включая Ганимед.

Ранее Курсор писал, что израильские ученые заявили, что суперполярные циклоны Юпитера никуда не денутся. Космический зонд NASA «Юнона» впервые показал, что на Юпитере в полярных регионах протекают мощные циклоны размером с Австралию. Эти циклоны неизменны и не распространяются, как циклоны на Земле.

Курсор писал, что ученые раскрыли 40-летнюю тайну Юпитера. Астрономы разгадали загадку, связанную с интенсивным северным и южным сиянием газового гиганта.

Астрономы впервые наблюдали поразительное полярное сияние на Юпитере. Благодаря зонду «Юнона» астрономы смогли заглянуть за полюса газового гиганта и узнать о том формировании этого удивительного атмосферного явления.

Курсор сообщал, что спутники Юпитера сами нагревают друг друга. Расчеты показали, что приливную энергию, которая подогревает подледные океаны и вулканы спутников Юпитера, создает не столько сам Юпитер, сколько соседние спутники.

Астрономы обнаружили неизвестное пятно на Юпитере. Юпитер — планета, которая находится в пределах Солнечной системы. Несмотря на то, что ученые изучают ее уже довольно давно, она еще приберегла массу загадок для человечества.

Курсор также сообщал, что жители Земли наблюдали редкое сближение Юпитера и Сатурна. В последний раз до этого подобное сближение наблюдали 4 марта 1226 года, а в следующий раз оно повторится 15 марта 2080 года.

Читайте так же:
Как делают блок двигателя (видео)

Над Юпитером обнаружен водяной пар

Астрономы из Центра космических полетов им. Годдарда зафиксировали над Европой – спутником Юпитера остатки водяного пара, сообщает портал Сенсационные Новости со ссылкой на kipmu.ru.

Европа относится к самым крупным юпитерианским спутникам. Интерес Европы для ученых в том, что ее поверхность состоит из льда. Эта ледяная корка имеет толщину от 5 до 20 км.

Под ней же гипотетически может находиться жидкая вода. Это становится возможным из-за того, что ядро этого небесного тела горячее. Таким оно является из-за гравитационного воздействия материнской планеты. Ведь океан на таком значительном удалении от Солнца мог бы замерзнуть. Он может существовать в жидком состоянии за счет процессов приливного трения.

Предполагается, что область жидкой воды составляет примерно одну десятую радиуса спутника. Под внутренним океаном находится мантия из силикатов и горячее ядро, состоящее главным образом из железа.

Еще свыше двух десятилетий назад космическим аппаратом «Галилей» было обнаружено на поверхности Европы жидкость, способную проводить электрический ток. При анализе результатов наблюдений оказалось, что на поверхности спутника есть большие шлейфы жидкости. Космический телескоп «Хаббл» подтвердил предположение.

В работе, посвященной измерениям водяного пара в условиях спокойной среды, который находится на Европе, ученые сопоставили полученные данные. Они добавили результаты изучения спутника, предоставленные обсерваторией Кека, расположенной на Гавайях. Только в одном наблюдении удалось обнаружить остатки водяного пара.

То, что заметные объемы водяного пара удалось увидеть только в одном эпизоде наблюдений, свидетельствует, что причины этого явления – внутренние. Подобные сильные выбросы воды являются редкими и спорадическими

Эти результаты показали, что в атмосфере спутника Юпитера действительно есть вода. Вероятно, что ее источником являются горячие потоки, выбрасывающиеся из-под льда. Вероятно, это гейзеры.

Астрономы во главе с Томом Нордхеймом выдвинули интересную гипотезу, согласно которой на спутнике Юпитера могут находиться микроорганизмы подо льдом, а не на глубине несколько десятков километров, как предполагалось ранее.

Но, по мнению астрономов, выбросы пара на спутнике могут происходить и на более низком уровне. Точные данные можно получить уже в следующем десятилетии. Вероятно, что тогда удастся изучить влияние на процессы образования водяного пара весьма мощного магнитного поля Юпитера, а также метеоритов, которых очень много рядом с Юпитером. Интересно, что Европа является одним из перспективных мест для поиска внеземной жизни.

Следы ее потенциально можно зафиксировать, если подземная жидкая вода вытекает на поверхность. Возможно, этот спутник в будущем будут исследовать высокотехнологические зонды (сейчас это JUICE или Europa Clipper). Пока что ученые не могут связать наличие подледного океана и наличие выбросов водяного пара в атмосферу спутника.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию