HST detekoval vodní páru v atmosféře měsíce Ganymed

Jupiterův ledový satelit Ganymed je největším měsícem ve Sluneční soustavě. Vodní led na jeho povrchu je zmrazený v důsledku nízkých teplot až -185 stupňů Celsia. Déšť nabitých částic ze Slunce je dostatečný ke změně ledu na vodní páry v době pravého poledne na Ganymedu. Využitím spekter s vysokou citlivostí a spektrálních snímků získaných pomocí Hubbleova vesmírného teleskopu HST výzkumníci planet detekovali tuto vodní páru v řídké atmosféře ledového měsíce Ganymed.

V roce 1998 spektrograf STIS na palubě Hubbleova teleskopu pořídil první ultrafialový snímek Ganymeda, který odhalil zvláštní struktury v pozorovaných emisích v atmosféře měsíce. Ganymed se chlubí aurorálními pásy, které se poněkud podobají aurorálním oválům pozorovaným na Zemi a dalších planetách s magnetickým polem. Tento snímek byl tudíž názorným důkazem, že měsíc má permanentní magnetické pole.

Podobnosti mezi dvěma pozorováními v ultrafialovém oboru byly vysvětleny přítomností molekul kyslíku. Odlišnosti byly tenkrát připsány na vrub přítomnosti atomů kyslíku vytvářejících signál, který ovlivňuje jednu část UV záření více než ostatní.

„Atmosféra měsíce Ganymed je tvořena nabitými částicemi rozprašováním a sublimací jeho ledového povrchu,“ říká Lorenz Roth, vědecký pracovník na KTH Royal Institute of Technology. „Dřívější pozorování emise kyslíku v dalekém UV záření byly použity k odvození rozprášených molekul kyslíku jako součásti atmosféry, avšak očekávaná sublimovaná vodní složka zůstala neodhalená.“

V nových výzkumech Lorenz Roth se svými spolupracovníky uskutečnil kombinované analýzy nových spekter pořízených v roce 2018 pomocí spektrografu COS (Cosmic Origins Spectrograph) na palubě HST a archivních snímků z kamery STIS pořízených v letech 1998 a 2010. K jejich překvapení a na rozdíl od původních interpretací dat z roku 1998 zjistili, že bylo nesnadné detekovat jednotlivé atomy kyslíku v atmosféře měsíce Ganymed. To znamená, že zde musí být ještě jiné vysvětlení pro zdánlivé rozdíly mezi snímky polární záře v oboru UV záření.

Objasnění bylo pak odhaleno autory v relativním rozložení polární záře na dvou fotografiích. Teplota na povrchu měsíce Ganymed se silně liší během dne a kolem poledne může být v blízkosti rovníku dostatečně vysoká, takže ledový povrch uvolňuje určité malé množství molekul vody. Ve skutečnosti vnímané rozdíly mezi snímky v oboru ultrafialového záření jsou přímo v korelaci s tím, kde by přítomnost vody byla v atmosféře měsíce očekávaná.

„Zpočátku byl pozorován pouze molekulární kyslík. Je vytvářen v případě, kdy nabité částice erodují ledový povrch měsíce,“ říká Lorenz Roth. „Vodní pára, jejíž přítomnost byla nyní změřena, má původ v sublimaci ledu způsobené tepelným únikem vodní páry z teplých regionů pokrytých ledem.“

Výsledky byly publikovány v časopise Nature Astronomy.

Zdroj: http://www.sci-news.com/astronomy/hubble-water-vapor-atmosphere-ganymede-09896.html a
https://scitechdaily.com/hubble-finds-first-evidence-of-water-vapor-in-the-atmosphere-of-jupiters-moon-ganymede/

autor: František Martinek