تلسکوپ فضایی هابل شواهدی از بخار آب در یکی از نیمکره‌های قمر اروپا پیدا کرد

بوکمارک(0)

No account yet? Register

اروپا در زیر سطح یخی خود اقیانوسی وسیع را در خود جای داده است که ممکن است شرایط حیات را امکان‌پذیر سازد. این نتیجه، درک ستاره‌شناسان از ساختار اتمسفری قمرهای یخی را افزایش می‌دهد و به زمینه‌سازی برای انجام ماموریت‌های علمی برنامه‌ریزی شده در سیستم مشتری کمک می‌کند تا بخشی از این موضوع را بررسی کنیم که آیا محیطی درفاصله‌ی ۸۰۰ میلیون کیلومتری خورشید می‌تواند حیات را پشتیبانی کند یا خیر.

تصاویر قبلی که توسط تلسکوپ فضایی هابل در سال ۲۰۱۳ گرفته شد، خروج بخار آب در قمر اروپا از میان توده‌های یخ را نشان می‌داد. آنها شبیه آب‌فشان‌های روی زمین هستند، اما ارتفاع آن‌ها بیش از ۱۰۰ کیلومتر است که باعث ایجاد حباب‌های ناپایداری از بخار آب در جو قمر اروپا می‌شود که فشار جوش آن تنها یک میلیاردم فشار سطحی جو زمین است.

با این‌حال، نتایج جدید نشان می‌دهد که مقادیر مشابهی از بخار آب در یک منطقه‌ی وسیع از قمر اروپا در تصاویر تلسکوپ فضایی هابل از ۱۹۹۹ تا ۲۰۱۵ ثبت شده است که نشان‌دهنده‌ی وجود طولانی مدت جوی مملو از بخار آب در سمت صورت نیمکره‌ی اروپا است (آن قسمت از قمر که همیشه در جهت حرکت خود در امتداد مدارش قرار دارد.) علت این عدم تقارن بین نیمکره‌ی پیشرو و نیمکره‌ی پشت به طور کامل مشخص نشده است.

این عکس از یکی از اقمار مشتری یعنی اروپا در ژوئن ۱۹۹۷ در فاصله‌ی ۱۲۴۹۷۱۰ کیلومتری توسط فضاپیمای گالیله ناسا گرفته شده است. اروپا کمی کوچکتر از قمر زمین است، سطحی بسیار صاف و پوسته‌ی یخی جامد شبیه پوست تخم مرغ دارد. فضای داخلی آن از اقیانوسی یکپارچه با میزان آب بیشتر از زمین پوشانده شده است که احتمالاً می‌تواند نشانه‌هایی از حیات را در خود جای دهد. مشاهدات تلسکوپ فضایی هابل در اروپا قمر مشتری وجود بخار آب مستمر را در جو بسیار نازک آن آشکار کرده است. به طوری که از ۱۹۹۹ تا ۲۰۱۵، نشان می‌دهد که بخار آب به طور پیاپی در یک نیمکره‌ی این قمر ذخیره می‌شود. در سال ۲۰۱۳  این یافته‌ی متفاوت از کشفیات هابل نشان داد که بخار آب از آب‌فشان‌هایی که از اقیانوس زیر سطحی آن خارج می‌شود، مشاهده شده است. این بخار آب کاملاً از یک فرایند متفاوت ناشی می شود. نور خورشید باعث تصعید یخ‌های سطحی شده و مستقیماً به گاز تبدیل می شود. این نمای رنگی گالیله تصاویر با فیلتر بنفش ، سبز و مادون قرمز را ترکیب می‌کند. نمای قمر با رنگ طبیعی (چپ) و حالت تشدید شده‌ی آن (راست) نشان داده شده است تا تفاوت‌های ظریف رنگ را در سطح نشان دهد. قسمت سفید و مایل به آبی سطح اروپا عمدتاً از یخ آب تشکیل شده است و مواد غیر یخی بسیار کمی دارد. خطوط بلند و تیره شکستگی‌هایی در پوسته هستند که طول برخی از آنها بیش از ۲۹۷۷ کیلومتر است. منبع: ناسا

این کشف از تجزیه و تحلیل جدید تصاویر و طیف‌های آرشیوی هابل، با استفاده از تکنیکی که اخیراً منجر به کشف بخار آب در جو قمر مشتری گانیمد شده است، توسط لورنز روت از موسسه‌ی سلطنتی فناوری، فضا و فیزیک پلاسما KTH سوئد انجام شده است.

روت می‌گوید: “مشاهده‌ی بخار آب در گانیمد و اروپا، درک ما را از جو قمرهای یخی افزایش می‌دهد. با این حال، تشخیص وجود مقدار زیاد آب در اروپا کمی شگفت‌انگیزتر از گانیمد است زیرا دمای سطح اروپا پایین‌تر از دمای قمر گانیمد می‌باشد.”

اروپا بیشتر از گانیمد نور خورشید را منعکس می‌کند و سطح آن ۱۵ درجه‌ی سانتیگراد سردتر از گانیمد است. حداکثر دمای هوا در روز اروپا ۱۶۲- درجه‌ی سانتیگراد است. با این حال، مشاهدات جدید نشان می‌دهد که حتی در دمای پایین‌تر در خارج از سطح قمر اروپا درست مانند گانیمد، یخ آب در حال تصعید است – یعنی مستقیماً از حالت جامد به بخار (بدون فاز مایع) تبدیل می‌شود.

برای دستیابی به این کشف، روت وارد مجموعه داده‌های آرشیوی هابل شد و تصاویر فرابنفش قمر اروپا از ۱۹۹۹، ۲۰۱۲، ۲۰۱۴ و ۲۰۱۵ را در حالی که قمر در موقعیت‌های مداری مختلف قرار داشت، انتخاب کرد. تمامی این تصاویر با طیف‌نگاری تصویربرداری تلسکوپ فضایی هابل (STIS) انجام شده است. مشاهدات ماوراء بنفش STIS به روت اجازه داد تا مقدار زیادی اکسیژن – یکی از اجزای تشکیل دهنده آب – را در جو اروپا تعیین کند و سپس توانست با تفسیر قدرت انتشار آن در طول موج های مختلف، وجود بخار آب را استنباط کند.

این تشخیص راه را برای مطالعات عمیق قمر اروپا با کاوشگرهای آینده از جمله Europa Clipper ناسا و ماموریت کاوشگر یخ مشتری (JUICE) از آژانس فضایی اروپا (ESA) هموار می‌کند. درک شکل‌گیری و تکامل مشتری و قمرهای آن نیز به ستاره‌شناسان کمک می‌کند تا در مورد سیارات مشتری‌مانند در اطراف سایر ستارگان، درک بهتری پیدا کنند. این نتایج در مجله Geophysical Research Letters منتشر شده است.

5/5 - (4 امتیاز)
به اشتراک بگذارید
منبع Phys.org
ممکن است شما دوست داشته باشید
ارسال یک پاسخ

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

go2top