Космический аппарат НАСА «Юнона» обнаружил соли и органические соединения на поверхности Ганимеда, крупнейшего спутника Юпитера. Открытие было сделано во время пролёта в июне 2021 года, в ходе которого «Юнона» исследовала Ганимед с помощью своего спектрометра Jovian InfraRed Auroral Mapper(JIRAM) — прибора, предназначенного для изучения химии и взаимодействий в атмосфере Юпитера и его спутников. Ганимед, один из таких спутников и самый большой спутник в Солнечной системе — его ширина составляет 5268 километров, что больше, чем у планеты Меркурий, — и под его ледяной корой скрывается огромный океан.
Во время пролёта Ганимеда в 2021 году инструмент JIRAM аппарата «Юнона» обнаружил соли, такие как гидратированный хлорид натрия, хлорид аммония, бикарбонат натрия и, возможно, даже органические соединения, известные как алифатические альдегиды. Открытие этих соединений и солей может помочь астрономам лучше понять, как образовался и развивался Ганимед, и, возможно, пролить свет на химический состав его подземного океана. Исследование наблюдений Juno за солями и органикой на поверхности Ганимеда опубликовано в журнале Nature Astronomy.
Юпитер и Ганимед. Визуализация NASA
У Юпитера, находящегося рядом, настолько сильное магнитное поле, что органическим соединениям и солям на поверхности его спутников было бы трудно выживать. Однако область вокруг экватора Ганимеда, по-видимому, достаточно защищена от электронов и тяжёлых ионов, испускаемых магнитным полем Юпитера, чтобы поддерживать существование этих соединений.
«Мы обнаружили наибольшее количество солей и органических веществ в тёмных и светлых областях на широтах, защищённых магнитным полем», — сказал Скотт Болтон, главный исследователь «Юноны» из Юго-Западного исследовательского института в Сан-Антонио. «Это говорит о том, что мы наблюдаем остатки глубоководного океанского рассола, достигшего поверхности этого замёрзшего мира».
Присутствие этих солей и органических соединений может указывать на наличие гидротермальной активности глубоко под ледяной поверхностью Ганимеда или на взаимодействие между его подземным океаном и горными породами глубоко внутри планеты.
Юпитер и Ганимед. Визуализация NASA
«Обширное взаимодействие воды и горных пород могло бы обеспечить такой баланс, а также согласовывалось бы с присутствием солей натрия как независимого индикатора водных изменений внутри Ганимеда», — пишут авторы в статье, опубликованной в журнале Nature Astronomy 30 октября.
Однако, добавляют авторы, эти соли могли образоваться и в результате других процессов, помимо деятельности солёного внутреннего океана. «Поскольку у Ганимеда кора значительно толще, чем у Европы, обмен веществ между его глубинными недрами и поверхностью может не определять состав его поверхности, а, следовательно, может отражать обмен веществ между поверхностной корой и поверхностью или экзогенные отложения», — пишут они в своём исследовании.
Космический аппарат «Юнона» был запущен с мыса Канаверал, штат Флорида, 5 августа 2011 года и стал лишь второй миссией, вышедшей на орбиту Юпитера после зонда НАСА «Галилео». «Юнона» была разработана для изучения погоды, магнитной среды и истории газового гиганта.
Ганимед. Визуализация NASA
Новое исследование показало, что в тонкой атмосфере Ганимеда, спутника Юпитера, крупнейшего спутника Солнечной системы, астрономы впервые обнаружили следы водяного пара.
Исследователи утверждают, что это открытие может пролить свет на аналогичные водянистые атмосферы, которые могут окутывать другие ледяные тела в Солнечной системе и за ее пределами.
Предыдущие исследования предполагали, что Ганимед, который больше Меркурия и Плутона и лишь немного меньше Марса, может содержать больше воды, чем все океаны Земли вместе взятые. Однако этот спутник Юпитера настолько холодный, что вода на его поверхности заморожена. Любая жидкая вода, имеющаяся на Ганимеде, будет находиться на глубине около 160 километров под его корой. Ученые подробно описали свои выводы 26 июля 2021 года в журнале Nature Astronomy.
Ганимед на фоне Юпитера. Визуализация NASA
Предыдущие исследования предполагали, что лёд на поверхности Ганимеда может переходить из твёрдого состояния сразу в газообразное, минуя жидкую форму, так что водяной пар может входить в состав разреженной атмосферы этого гигантского спутника. Однако доказательства наличия воды в нём до сих пор оставались неясными.
В новом исследовании учёные проанализировали старые и новые данные о Ганимеде, полученные с космического телескопа «Хаббл» НАСА. В 1998 году «Хаббл» сделал первые ультрафиолетовые снимки Ганимеда, включая снимки его полярных сияний – гигантских лунных аналогов северного и южного сияний Земли. Разноцветные полосы электризованного газа внутри этих сияний помогли доказать наличие у Ганимеда слабого магнитного поля.
Смотрите также... Перед новым, 2026 годом, марсоход Curiosity почти завершил исследование горы Шарп Процесс адаптации космонавтов к земной гравитации после длительного пребывания в космосе |
Ультрафиолетовые сигналы, обнаруженные в этих авроральных полосах, указывают на присутствие молекул кислорода, состоящих из двух атомов, которые образуются при разрушении ледяной поверхности Ганимеда заряженными частицами. Однако некоторые из этих ультрафиолетовых излучений не соответствовали тому, что можно было бы ожидать от атмосферы, состоящей из чистого молекулярного кислорода. Предыдущие исследования предполагали, что эти расхождения связаны с сигналами от атомарного кислорода, то есть отдельных атомов кислорода.
Спутники Юпитера. Визуализация NASA
В рамках масштабной программы наблюдений в поддержку миссии НАСА «Юнона» к Юпитеру исследователи пытались измерить количество атомарного кислорода в атмосфере Ганимеда с помощью телескопа «Хаббл». Неожиданно они обнаружили, что атомарного кислорода там практически нет, что наводит на мысль о наличии другого объяснения ранних ультрафиолетовых сигналов.
Учёные сосредоточились на том, как сильно температура поверхности Ганимеда меняется в течение дня: максимальная температура на экваторе достигает около минус 190 градусов по Фаренгейту (минус 123 градуса по Цельсию) в полдень, а минимальная — около минус 315 градусов по Фаренгейту (минус 193 градуса по Цельсию) ночью. В самых жарких точках Ганимеда лёд может нагреваться настолько, что может напрямую превращаться в пар. Они отметили, что различия, наблюдаемые на ряде ультрафиолетовых изображений Ганимеда, точно соответствуют расположению воды в атмосфере спутника, исходя из его климата.
Основная причина, по которой предыдущие исследования не смогли обнаружить воду в атмосфере Ганимеда, заключается в том, что ультрафиолетовый сигнал молекулярного кислорода очень силён. На фоне этого более сильного сигнала кислорода сложно обнаружить другие сигналы. Эти результаты свидетельствуют о том, что водяной пар действительно присутствует в атмосферах ледяных тел во внешней Солнечной системе.
Ганимед на фоне Юпитера. Визуализация NASA
Удар астероида мог бы «полностью удалить первоначальную поверхность» Ганимеда. Новое исследование предполагает, что гигантский астероид врезался в Ганимед, крупнейший спутник Юпитера, с такой силой, что это привело к резкому и необратимому изменению ориентации спутника примерно 4 миллиарда лет назад. Ученые утверждают, что этот решающий удар также существенно повлиял на геологическую и внутреннюю эволюцию спутника, который по размерам больше Меркурия.
Компьютерное моделирование, проведенное планетологом Наоюки Хиратой из японского Университета Кобе, предсказывает, что астероид должен был быть около 186 миль (300 километров) в ширину, или в 20 раз больше того рокового, который стер динозавров с лица нашей планеты около 66 миллионов лет назад.
Место падения астероида на спутник Юпитера Ганимед практически точно совпадает с меридианом, наиболее удалённым от Юпитера. Это означало, что Ганимед претерпел переориентацию оси вращения, и позволило планетологу Наоюки Хирате из японского Университета Кобе рассчитать, какой тип удара мог стать причиной этого. Наоюки Хирата
Согласно исследованию, опубликованному Хиратой в журнале Scientific Reports, только столкновение такого масштаба будет достаточно сильным, чтобы дестабилизировать Ганимед и заставить этот приливно-отливный спутник начать вращаться вокруг своей оси.
Смотрите также... Немного о кошках: история одомашнивания и интересные факты о поведении домашних питомцев |
«Это аккуратная попытка повернуть время вспять с помощью компьютерного моделирования в поисках объяснения распределения шрамов на Ганимеде», — рассказал The Guardian Ли Флетчер, планетолог из Университета Лестера в Великобритании, не принимавший участия в новом исследовании .
Хирата оценивает, что последующий процесс разворачивался примерно в течение 1000 лет после падения астероида. Согласно новому исследованию, космический объект, вероятно, врезался в Ганимед под углом от 60 до 90 градусов, образовав кратер шириной от 1400 до 1600 км.
На большей части своей поверхности спутник Юпитера Ганимед покрыт бороздами, которые образуют концентрические круги вокруг одного определенного места (красный крест), что привело исследователей в 1980-х годах к выводу, что они являются результатом крупного ударного события. Наоюки Хирата
Свидетельства переориентации Ганимеда основаны на его поверхности, испещрённой обширными бороздами – концентрическими кольцами впадин, которые, как считается, представляют собой фрагментированные остатки чашеобразных впадин, образовавшихся в результате падения астероидов. Новый анализ крупнейшей системы борозд Ганимеда, оставляющей шрамы на спутнике чуть ниже его экватора, предполагает, что столкновение с астероидом вызвало вращение спутника таким образом, что кратер от него обращён в сторону от Юпитера.
В недавнем заявлении исследователь заявил, что падение астероида «полностью уничтожило бы первоначальную поверхность» Ганимеда, поскольку кратер достиг целых 25 процентов от размера спутника Юпитера. Столкновение могло существенно повлиять на геологию и недра спутника, где, по мнению учёных, находится скрытый солёный океан, содержащий больше воды, чем все океаны Земли вместе взятые.
Это улучшенное изображение Ганимеда, спутника Юпитера, было получено камерой JunoCam на борту космического аппарата НАСА «Юнона» во время пролёта мимо ледяного спутника 7 июня 2021 года во время 34-го прохождения «Юноны» вблизи Юпитера. NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Kalleheikki Kannisto
Ученые используют инфракрасное излучение, чтобы лучше изучить спутник Юпитера Ганимед, крупнейший спутник в нашей Солнечной системе.
По данным NASA, с помощью прибора Jovian Infrared Auroral Mapper (JIRAM) на борту аппарата Juno, который обнаруживает инфракрасный свет, невидимый для человеческого глаза, научная группа Juno создала новую инфракрасную карту Ганимеда, которая, как они надеются, поможет им лучше понять ледяную корку спутника Юпитера и скрывающийся под ней океан.
Ганимед. Визуализация NASA
«Ганимед больше Меркурия, но практически всё, что мы исследуем в ходе этой миссии к Юпитеру, имеет колоссальный масштаб», — заявил в заявлении НАСА Скотт Болтон, главный исследователь миссии «Юнона» из Юго-Западного исследовательского института в Сан-Антонио . «Инфракрасные и другие данные, собранные «Юноной» во время пролёта, содержат фундаментальные подсказки для понимания эволюции 79 лун Юпитера с момента их образования до наших дней».
Во время последнего сближения «Юноны» с Ганимедом, которое произошло после гораздо более близкого пролета 7 июня 2021, космический аппарат пролетел на расстоянии 31 136 миль (50 109 километров) от поверхности Ганимеда.
Благодаря этому близкому пролёту инструмент JIRAM аппарата «Юнона» впервые смог увидеть северный полярный регион Ганимеда. Согласно заявлению, инструмент также собрал данные о составе вещества как на малых, так и на больших высотах на этом спутнике.
Новое инфракрасное изображение Ганимеда с космического корабля НАСА «Юнона». НАСА/Лаборатория реактивного движения-Калтех/SwRI/ASI/INAF/JIRAM
Данные, собранные «Юноной» во время этого пролёта, дополняют данные, полученные в ходе предыдущих близких сближений, а также наблюдения, полученные предыдущими зондами, такими как миссия НАСА «Вояджер», а также аппаратами агентства «Галилео», «Новые горизонты» и «Кассини». Наблюдая за спутником в инфракрасном диапазоне, команда смогла узнать больше о составе Ганимеда, чтобы лучше понять не только сам спутник, но и подобные ему планеты.
«Мы обнаружили, что в высоких широтах Ганимеда преобладает водяной лед с мелкими зернами, что является результатом интенсивной бомбардировки заряженными частицами», — сообщил в том же заявлении Алессандро Мура, соисследователь миссии «Юнона» из Национального института астрофизики в Риме.
«Напротив, низкие широты экранированы магнитным полем Ганимеда и содержат больше исходного химического состава, в основном, не содержащих водяного льда компонентов, таких как соли и органические вещества», — добавил Мура. «Крайне важно охарактеризовать уникальные свойства этих ледяных регионов, чтобы лучше понять процессы космического выветривания, которым подвергается поверхность».
На этом снимке, сделанном Juno, темные лучи выбросов окружают кратер Китту на Ганимеде. ASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS. Обработка изображения: Томас Томопулос © CC BY
Смотрите также... HTML, CSS-шпаргалка с примерами - тег IMG, figure и picture. Адаптирование, форматирование, эффекты Полный список обработчиков событий HTML / Javascript с примерами |
