اكتشف هابل أول دليل على وجود بخار الماء في الغلاف الجوي لقمر كوكب المشتري جانيميد

تقدم هذه الصورة انطباع فنان عن قمر كوكب المشتري جانيميد. استخدم علماء الفلك مجموعات بيانات أرشيفية من تلسكوب هابل الفضائي التابع لناسا / وكالة الفضاء الأوروبية للكشف عن أول دليل على بخار الماء في الغلاف الجوي لقمر كوكب المشتري جانيميد ، نتيجة للهروب الحراري لبخار الماء من سطح القمر الجليدي. الائتمان: ESA / Hubble، J. daSilva

يرتبط الأكسجين الموجود في العالم المتجمد بجليد السطح المتصاعد

على الرغم من كونه أكبر من كوكب عطارد ، إلا أن قمر جوفيان جانيميد ليس مكانًا للاستحمام الشمسي. يقع الجليد المائي على سطحه على بعد ½ مليار ميل من الشمس ، ويتجمد صلبًا في درجات حرارة منخفضة تصل إلى 300 درجة فهرنهايت تحت الصفر. هذا يجعل الجليد قاسيًا مثل الصخور. ومع ذلك ، فإن أمطار الجسيمات المشحونة القادمة من الشمس كافية لتحويل الجليد إلى بخار ماء عند الظهيرة في غانيميد. هذه هي المرة الأولى التي يتم فيها العثور على مثل هذا الدليل ، من خلال الملاحظات الطيفية التي أجراها تلسكوب هابل الفضائي للشفق القطبي على جانيميد على مدى عقدين من الزمن. تُستخدم الشفق القطبي لتتبع وجود الأكسجين ، والذي يرتبط بعد ذلك بوجود جزيئات الماء المتناثرة على السطح. يوجد في جانيميد محيط عميق يقع على بعد 100 ميل تقريبًا تحت السطح. هذا عميق جدًا بحيث لا يتسرب بخار الماء.

https://www.youtube.com/watch؟v=K52kyVHACXE
استخدم علماء الفلك مجموعات بيانات جديدة وأرشيفية من تلسكوب هابل الفضائي التابع لناسا للكشف عن أدلة على وجود بخار الماء في الغلاف الجوي لقمر كوكب المشتري جانيميد. يوجد البخار بسبب الإثارة الحرارية لجزيئات الماء من سطح القمر الجليدي. قدمت الأبحاث السابقة أدلة ظرفية على احتواء القمر على كمية من الماء أكثر من جميع محيطات الأرض. ومع ذلك ، فإن درجات الحرارة هناك شديدة البرودة لدرجة أن الماء على السطح يتجمد ويقع المحيط على بعد 100 ميل تقريبًا تحت القشرة. الائتمان: مركز جودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا

اكتشف علماء الفلك لأول مرة أدلة على وجود بخار الماء في الغلاف الجوي لقمر كوكب المشتري جانيميد. يتكون بخار الماء هذا عندما يتصاعد الجليد من سطح القمر – أي يتحول من صلب إلى غاز.

READ  كوكب المريخ أقرب إلى الأرض في أكتوبر مما سيكون عليه لمدة 15 عامًا أخرى

استخدم العلماء مجموعات بيانات جديدة وأرشيفية من تلسكوب هابل الفضائي التابع لناسا لتحقيق الاكتشاف ، الذي نُشر في المجلة. علم الفلك الطبيعي.

قدمت الأبحاث السابقة أدلة ظرفية على أن جانيميد ، أكبر قمر في النظام الشمسي ، يحتوي على كمية من الماء أكثر من جميع محيطات الأرض. ومع ذلك ، فإن درجات الحرارة هناك شديدة البرودة بحيث يتجمد الماء الموجود على السطح صلبًا. سيقع محيط غانيميد على بعد 100 ميل تقريبًا تحت القشرة. لذلك ، فإن بخار الماء لن يمثل تبخر هذا المحيط.

أعاد علماء الفلك فحص ملاحظات هابل من العقدين الماضيين للعثور على هذا الدليل على بخار الماء.

في عام 1998 ، التقط جهاز التصوير الطيفي للتلسكوب الفضائي هابل أول صور الأشعة فوق البنفسجية (UV) لجانيميد ، والتي كشفت عن شرائط ملونة من الغاز المكهرب تسمى العصابات الشفقية ، وقدمت دليلًا إضافيًا على أن حقل جانيميد لديه مجال مغناطيسي ضعيف.

أرصاد هابل فوق البنفسجية لجانيميد في عام 1998

في عام 1998 ، التقط جهاز التصوير الطيفي للتلسكوب الفضائي هابل هذه الصور فوق البنفسجية الأولى لغانيميد ، والتي كشفت عن نمط معين في الانبعاثات المرصودة من الغلاف الجوي للقمر. يعرض القمر نطاقات شفقية تشبه إلى حد ما الأشكال البيضاوية الشفق القطبي التي لوحظت على الأرض والكواكب الأخرى ذات الحقول المغناطيسية. كان هذا دليلًا توضيحيًا على حقيقة أن جانيميد لديه مجال مغناطيسي دائم. تم تفسير أوجه التشابه في الملاحظات فوق البنفسجية من خلال وجود الأكسجين الجزيئي. تم تفسير الاختلافات في ذلك الوقت من خلال وجود الأكسجين الذري ، والذي ينتج إشارة تؤثر على لون واحد للأشعة فوق البنفسجية أكثر من الآخر. الائتمان: ناسا ، وكالة الفضاء الأوروبية ، لورينز روث (KTH)

تم تفسير أوجه التشابه في ملاحظات الأشعة فوق البنفسجية هذه من خلال وجود الأكسجين الجزيئي (O2). لكن بعض الميزات المرصودة لا تتطابق مع الانبعاثات المتوقعة من جو O2 نقي. في الوقت نفسه ، خلص العلماء إلى أن هذا التناقض كان مرتبطًا على الأرجح بتركيزات أعلى من الأكسجين الذري (O).

كجزء من برنامج مراقبة كبير لدعم مهمة جونو التابعة لوكالة ناسا في عام 2018 ، قاد لورنز روث من المعهد الملكي للتكنولوجيا KTH في ستوكهولم بالسويد الفريق الذي شرع في قياس كمية الأكسجين الذري باستخدام هابل. جمع تحليل الفريق البيانات من أداتين: مطياف هابل للأصول الكونية في 2018 والصور الأرشيفية من تلسكوب الفضاء للتصوير الطيفي (STIS) من 1998 إلى 2010.

ولدهشتهم ، وعلى عكس التفسيرات الأصلية للبيانات من عام 1998 ، اكتشفوا أنه لا يكاد يوجد أي أكسجين ذري في الغلاف الجوي لغانيميد. هذا يعني أنه يجب أن يكون هناك تفسير آخر للاختلافات الواضحة في صور الشفق القطبي فوق البنفسجي.

منظر هابل لجانيميد في عام 1996

تُظهر هذه الصورة قمر كوكب المشتري جانيميد كما يراه تلسكوب هابل الفضائي التابع لناسا في عام 1996. يقع جانيميد على بعد نصف مليار ميل (أكثر من 600 مليون كيلومتر) ، ويمكن أن يتتبع هابل التغيرات على القمر ويكشف عن خصائص أخرى في الأشعة فوق البنفسجية والأشعة تحت الحمراء القريبة. أطوال موجية. استخدم علماء الفلك الآن مجموعات بيانات جديدة وأرشيفية من هابل للكشف عن أدلة على وجود بخار الماء في الغلاف الجوي لقمر كوكب المشتري جانيميد للمرة الأولى ، وهو موجود بسبب الهروب الحراري لبخار الماء من سطح القمر الجليدي. الائتمان: ناسا ووكالة الفضاء الأوروبية وجون سبنسر (SwRI بولدر)

ثم ألقى روث وفريقه نظرة فاحصة على التوزيع النسبي للشفق القطبي في صور الأشعة فوق البنفسجية. تتباين درجة حرارة سطح جانيميد بشدة على مدار اليوم ، وحوالي الظهيرة بالقرب من خط الاستواء قد يصبح دافئًا بدرجة كافية بحيث يطلق سطح الجليد (أو يتصاعد) بعض كميات صغيرة من جزيئات الماء. في الواقع ، ترتبط الاختلافات الملحوظة في صور الأشعة فوق البنفسجية ارتباطًا مباشرًا بالمكان المتوقع وجود الماء فيه في الغلاف الجوي للقمر.

أوضح روث: “حتى الآن تمت ملاحظة الأكسجين الجزيئي فقط”. “ينتج هذا عندما تؤدي الجسيمات المشحونة إلى تآكل سطح الجليد. ينشأ بخار الماء الذي قمنا بقياسه الآن من تسامي الجليد الناتج عن الهروب الحراري لبخار الماء من المناطق الجليدية الدافئة “.

يضيف هذا الاكتشاف ترقبًا لمهمة ESA (وكالة الفضاء الأوروبية) القادمة ، JUICE ، والتي تعني مستكشف أقمار JUpiter ICy. JUICE هي أول مهمة كبيرة في برنامج الرؤية الكونية 2015-2025 التابع لوكالة الفضاء الأوروبية. من المقرر إطلاقه في عام 2022 والوصول إلى كوكب المشتري في عام 2029 ، وسوف يقضي ما لا يقل عن ثلاث سنوات في إجراء ملاحظات تفصيلية للمشتري وثلاثة من أكبر أقماره ، مع التركيز بشكل خاص على جانيميد كجسم كوكبي وموئل محتمل.

تم تحديد جانيميد لإجراء تحقيق مفصل لأنه يوفر مختبرًا طبيعيًا لتحليل الطبيعة والتطور وإمكانية السكن في العوالم الجليدية بشكل عام ، والدور الذي يلعبه ضمن نظام الأقمار الصناعية الجليل ، وتفاعلاته المغناطيسية والبلازما الفريدة مع كوكب المشتري وموقعه. بيئة.

وأضاف روث: “يمكن أن تزود نتائجنا فرق أجهزة JUICE بمعلومات قيمة يمكن استخدامها لتحسين خطط المراقبة الخاصة بهم لتحسين استخدام المركبة الفضائية”.

في الوقت الحالي ، تقوم مهمة Juno التابعة لناسا بإلقاء نظرة فاحصة على Ganymede وأصدرت مؤخرًا صورًا جديدة للقمر الجليدي. كان جونو يدرس كوكب المشتري وبيئته ، المعروف أيضًا باسم نظام جوفيان ، منذ عام 2016.

إن فهم نظام جوفيان وكشف تاريخه ، من أصله إلى الظهور المحتمل للبيئات الصالحة للسكن ، سيوفر لنا فهمًا أفضل لكيفية تشكل وتطور الكواكب الغازية العملاقة وأقمارها الصناعية. بالإضافة إلى ذلك ، نأمل العثور على رؤى جديدة حول قابلية السكن في أنظمة الكواكب الخارجية الشبيهة بالمشتري.

المرجع: “جو مائي متسامي على جانيميد تم اكتشافه من ملاحظات تلسكوب هابل الفضائي” بقلم لورينز روث ونيكولاي إيفتشينكو وج. راندال جلادستون ويواكيم ساور ودينيس جرودينت وبرتراند بونفوند وفيليبا مولينو وكورت دي ريثرفورد ، 26 يوليو 2021 و علم الفلك الطبيعي.
DOI: 10.1038 / s41550-021-01426-9

تلسكوب هابل الفضائي هو مشروع تعاون دولي بين وكالة ناسا ووكالة الفضاء الأوروبية (وكالة الفضاء الأوروبية). يدير التلسكوب مركز جودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا في جرينبيلت بولاية ماريلاند. يجري معهد علوم تلسكوب الفضاء (STScI) في بالتيمور بولاية ماريلاند عمليات علوم هابل. يتم تشغيل STScI لصالح وكالة ناسا من قبل اتحاد الجامعات لأبحاث علم الفلك في واشنطن العاصمة

Written By
More from Fajar Fahima
صور الفضاء: أفضل ما في عام 2020
كانت هناك صور كونية مذهلة لتتغذى في عام 2020 ، من صورة...
Read More
Leave a comment

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

اكتشف هابل أول دليل على وجود بخار الماء في الغلاف الجوي لقمر كوكب المشتري جانيميد

تقدم هذه الصورة انطباع فنان عن قمر كوكب المشتري جانيميد. استخدم علماء الفلك مجموعات بيانات أرشيفية من تلسكوب هابل الفضائي التابع لناسا / وكالة الفضاء الأوروبية للكشف عن أول دليل على بخار الماء في الغلاف الجوي لقمر كوكب المشتري جانيميد ، نتيجة للهروب الحراري لبخار الماء من سطح القمر الجليدي. الائتمان: ESA / Hubble، J. daSilva

يرتبط الأكسجين الموجود في العالم المتجمد بجليد السطح المتصاعد

على الرغم من كونه أكبر من كوكب عطارد ، إلا أن قمر جوفيان جانيميد ليس مكانًا للاستحمام الشمسي. يقع الجليد المائي على سطحه على بعد ½ مليار ميل من الشمس ، ويتجمد صلبًا في درجات حرارة منخفضة تصل إلى 300 درجة فهرنهايت تحت الصفر. هذا يجعل الجليد قاسيًا مثل الصخور. ومع ذلك ، فإن أمطار الجسيمات المشحونة القادمة من الشمس كافية لتحويل الجليد إلى بخار ماء عند الظهيرة في غانيميد. هذه هي المرة الأولى التي يتم فيها العثور على مثل هذا الدليل ، من خلال الملاحظات الطيفية التي أجراها تلسكوب هابل الفضائي للشفق القطبي على جانيميد على مدى عقدين من الزمن. تُستخدم الشفق القطبي لتتبع وجود الأكسجين ، والذي يرتبط بعد ذلك بوجود جزيئات الماء المتناثرة على السطح. يوجد في جانيميد محيط عميق يقع على بعد 100 ميل تقريبًا تحت السطح. هذا عميق جدًا بحيث لا يتسرب بخار الماء.

https://www.youtube.com/watch؟v=K52kyVHACXE
استخدم علماء الفلك مجموعات بيانات جديدة وأرشيفية من تلسكوب هابل الفضائي التابع لناسا للكشف عن أدلة على وجود بخار الماء في الغلاف الجوي لقمر كوكب المشتري جانيميد. يوجد البخار بسبب الإثارة الحرارية لجزيئات الماء من سطح القمر الجليدي. قدمت الأبحاث السابقة أدلة ظرفية على احتواء القمر على كمية من الماء أكثر من جميع محيطات الأرض. ومع ذلك ، فإن درجات الحرارة هناك شديدة البرودة لدرجة أن الماء على السطح يتجمد ويقع المحيط على بعد 100 ميل تقريبًا تحت القشرة. الائتمان: مركز جودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا

اكتشف علماء الفلك لأول مرة أدلة على وجود بخار الماء في الغلاف الجوي لقمر كوكب المشتري جانيميد. يتكون بخار الماء هذا عندما يتصاعد الجليد من سطح القمر – أي يتحول من صلب إلى غاز.

READ  سجل القزم الأبيض "المتطرف" سجلات كونية لحجم صغير وكتلة ضخمة

استخدم العلماء مجموعات بيانات جديدة وأرشيفية من تلسكوب هابل الفضائي التابع لناسا لتحقيق الاكتشاف ، الذي نُشر في المجلة. علم الفلك الطبيعي.

قدمت الأبحاث السابقة أدلة ظرفية على أن جانيميد ، أكبر قمر في النظام الشمسي ، يحتوي على كمية من الماء أكثر من جميع محيطات الأرض. ومع ذلك ، فإن درجات الحرارة هناك شديدة البرودة بحيث يتجمد الماء الموجود على السطح صلبًا. سيقع محيط غانيميد على بعد 100 ميل تقريبًا تحت القشرة. لذلك ، فإن بخار الماء لن يمثل تبخر هذا المحيط.

أعاد علماء الفلك فحص ملاحظات هابل من العقدين الماضيين للعثور على هذا الدليل على بخار الماء.

في عام 1998 ، التقط جهاز التصوير الطيفي للتلسكوب الفضائي هابل أول صور الأشعة فوق البنفسجية (UV) لجانيميد ، والتي كشفت عن شرائط ملونة من الغاز المكهرب تسمى العصابات الشفقية ، وقدمت دليلًا إضافيًا على أن حقل جانيميد لديه مجال مغناطيسي ضعيف.

أرصاد هابل فوق البنفسجية لجانيميد في عام 1998

في عام 1998 ، التقط جهاز التصوير الطيفي للتلسكوب الفضائي هابل هذه الصور فوق البنفسجية الأولى لغانيميد ، والتي كشفت عن نمط معين في الانبعاثات المرصودة من الغلاف الجوي للقمر. يعرض القمر نطاقات شفقية تشبه إلى حد ما الأشكال البيضاوية الشفق القطبي التي لوحظت على الأرض والكواكب الأخرى ذات الحقول المغناطيسية. كان هذا دليلًا توضيحيًا على حقيقة أن جانيميد لديه مجال مغناطيسي دائم. تم تفسير أوجه التشابه في الملاحظات فوق البنفسجية من خلال وجود الأكسجين الجزيئي. تم تفسير الاختلافات في ذلك الوقت من خلال وجود الأكسجين الذري ، والذي ينتج إشارة تؤثر على لون واحد للأشعة فوق البنفسجية أكثر من الآخر. الائتمان: ناسا ، وكالة الفضاء الأوروبية ، لورينز روث (KTH)

تم تفسير أوجه التشابه في ملاحظات الأشعة فوق البنفسجية هذه من خلال وجود الأكسجين الجزيئي (O2). لكن بعض الميزات المرصودة لا تتطابق مع الانبعاثات المتوقعة من جو O2 نقي. في الوقت نفسه ، خلص العلماء إلى أن هذا التناقض كان مرتبطًا على الأرجح بتركيزات أعلى من الأكسجين الذري (O).

كجزء من برنامج مراقبة كبير لدعم مهمة جونو التابعة لوكالة ناسا في عام 2018 ، قاد لورنز روث من المعهد الملكي للتكنولوجيا KTH في ستوكهولم بالسويد الفريق الذي شرع في قياس كمية الأكسجين الذري باستخدام هابل. جمع تحليل الفريق البيانات من أداتين: مطياف هابل للأصول الكونية في 2018 والصور الأرشيفية من تلسكوب الفضاء للتصوير الطيفي (STIS) من 1998 إلى 2010.

ولدهشتهم ، وعلى عكس التفسيرات الأصلية للبيانات من عام 1998 ، اكتشفوا أنه لا يكاد يوجد أي أكسجين ذري في الغلاف الجوي لغانيميد. هذا يعني أنه يجب أن يكون هناك تفسير آخر للاختلافات الواضحة في صور الشفق القطبي فوق البنفسجي.

منظر هابل لجانيميد في عام 1996

تُظهر هذه الصورة قمر كوكب المشتري جانيميد كما يراه تلسكوب هابل الفضائي التابع لناسا في عام 1996. يقع جانيميد على بعد نصف مليار ميل (أكثر من 600 مليون كيلومتر) ، ويمكن أن يتتبع هابل التغيرات على القمر ويكشف عن خصائص أخرى في الأشعة فوق البنفسجية والأشعة تحت الحمراء القريبة. أطوال موجية. استخدم علماء الفلك الآن مجموعات بيانات جديدة وأرشيفية من هابل للكشف عن أدلة على وجود بخار الماء في الغلاف الجوي لقمر كوكب المشتري جانيميد للمرة الأولى ، وهو موجود بسبب الهروب الحراري لبخار الماء من سطح القمر الجليدي. الائتمان: ناسا ووكالة الفضاء الأوروبية وجون سبنسر (SwRI بولدر)

ثم ألقى روث وفريقه نظرة فاحصة على التوزيع النسبي للشفق القطبي في صور الأشعة فوق البنفسجية. تتباين درجة حرارة سطح جانيميد بشدة على مدار اليوم ، وحوالي الظهيرة بالقرب من خط الاستواء قد يصبح دافئًا بدرجة كافية بحيث يطلق سطح الجليد (أو يتصاعد) بعض كميات صغيرة من جزيئات الماء. في الواقع ، ترتبط الاختلافات الملحوظة في صور الأشعة فوق البنفسجية ارتباطًا مباشرًا بالمكان المتوقع وجود الماء فيه في الغلاف الجوي للقمر.

أوضح روث: “حتى الآن تمت ملاحظة الأكسجين الجزيئي فقط”. “ينتج هذا عندما تؤدي الجسيمات المشحونة إلى تآكل سطح الجليد. ينشأ بخار الماء الذي قمنا بقياسه الآن من تسامي الجليد الناتج عن الهروب الحراري لبخار الماء من المناطق الجليدية الدافئة “.

يضيف هذا الاكتشاف ترقبًا لمهمة ESA (وكالة الفضاء الأوروبية) القادمة ، JUICE ، والتي تعني مستكشف أقمار JUpiter ICy. JUICE هي أول مهمة كبيرة في برنامج الرؤية الكونية 2015-2025 التابع لوكالة الفضاء الأوروبية. من المقرر إطلاقه في عام 2022 والوصول إلى كوكب المشتري في عام 2029 ، وسوف يقضي ما لا يقل عن ثلاث سنوات في إجراء ملاحظات تفصيلية للمشتري وثلاثة من أكبر أقماره ، مع التركيز بشكل خاص على جانيميد كجسم كوكبي وموئل محتمل.

تم تحديد جانيميد لإجراء تحقيق مفصل لأنه يوفر مختبرًا طبيعيًا لتحليل الطبيعة والتطور وإمكانية السكن في العوالم الجليدية بشكل عام ، والدور الذي يلعبه ضمن نظام الأقمار الصناعية الجليل ، وتفاعلاته المغناطيسية والبلازما الفريدة مع كوكب المشتري وموقعه. بيئة.

وأضاف روث: “يمكن أن تزود نتائجنا فرق أجهزة JUICE بمعلومات قيمة يمكن استخدامها لتحسين خطط المراقبة الخاصة بهم لتحسين استخدام المركبة الفضائية”.

في الوقت الحالي ، تقوم مهمة Juno التابعة لناسا بإلقاء نظرة فاحصة على Ganymede وأصدرت مؤخرًا صورًا جديدة للقمر الجليدي. كان جونو يدرس كوكب المشتري وبيئته ، المعروف أيضًا باسم نظام جوفيان ، منذ عام 2016.

إن فهم نظام جوفيان وكشف تاريخه ، من أصله إلى الظهور المحتمل للبيئات الصالحة للسكن ، سيوفر لنا فهمًا أفضل لكيفية تشكل وتطور الكواكب الغازية العملاقة وأقمارها الصناعية. بالإضافة إلى ذلك ، نأمل العثور على رؤى جديدة حول قابلية السكن في أنظمة الكواكب الخارجية الشبيهة بالمشتري.

المرجع: “جو مائي متسامي على جانيميد تم اكتشافه من ملاحظات تلسكوب هابل الفضائي” بقلم لورينز روث ونيكولاي إيفتشينكو وج. راندال جلادستون ويواكيم ساور ودينيس جرودينت وبرتراند بونفوند وفيليبا مولينو وكورت دي ريثرفورد ، 26 يوليو 2021 و علم الفلك الطبيعي.
DOI: 10.1038 / s41550-021-01426-9

تلسكوب هابل الفضائي هو مشروع تعاون دولي بين وكالة ناسا ووكالة الفضاء الأوروبية (وكالة الفضاء الأوروبية). يدير التلسكوب مركز جودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا في جرينبيلت بولاية ماريلاند. يجري معهد علوم تلسكوب الفضاء (STScI) في بالتيمور بولاية ماريلاند عمليات علوم هابل. يتم تشغيل STScI لصالح وكالة ناسا من قبل اتحاد الجامعات لأبحاث علم الفلك في واشنطن العاصمة

Written By
More from Fajar Fahima
أكبر فوهة للقمر تكشف أسرار تكوين القمر التي لم نعرفها أبدًا
فوهة بركان تغطي ما يقرب من ربع القمركشف سطح كوكب الأرض عن...
Read More
Leave a comment

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *