Hubble finder tegn på vedvarende vanddamp i en halvkugle af Europa

NASAs Hubble Space Telescope-observationer af Jupiters iskolde måne Europa har afsløret tilstedeværelsen af ​​vedvarende vanddamp - men, mystisk, kun i én halvkugle.

Europa rummer et stort hav under sin iskolde overflade, som kan tilbyde gæstfrie forhold for livet. Dette resultat fremmer astronomernes forståelse af den atmosfæriske struktur af iskolde måner, og hjælper med at lægge grunden til planlagte videnskabelige missioner til det jovianske system for at, delvis, undersøge, om et miljø en halv milliard miles fra Solen kunne understøtte liv.

Tidligere observationer af vanddamp på Europa har været forbundet med faner, der bryder ud gennem isen, som fotograferet af Hubble i 2013. De er analoge med gejsere på Jorden, men strækker sig mere end 60 miles højt. De producerer forbigående klatter af vanddamp i månens atmosfære, hvilket kun er en milliard af overfladetrykket i Jordens atmosfære.

De nye resultater, imidlertid, viser lignende mængder vanddamp spredt over et større område af Europa i Hubble-observationer, der spænder fra 1999 til 2015. Dette tyder på en langsigtet tilstedeværelse af en vanddampatmosfære kun i Europas bagerste halvkugle - den del af månen, der altid er modsat dens bevægelsesretning langs dens bane. Årsagen til denne asymmetri mellem den førende og bagerste halvkugle er ikke fuldt ud forstået.

Denne opdagelse er hentet fra en ny analyse af Hubbles arkivbilleder og spektre, ved hjælp af en teknik, der for nylig resulterede i opdagelsen af ​​vanddamp i atmosfæren på Jupiters måne Ganymedes, af Lorenz Roth fra KTH Royal Institute of Technology, Rum og Plasma Fysik, Sverige.

"Observationen af ​​vanddamp på Ganymedes, og på bagsiden af ​​Europa, fremmer vores forståelse af atmosfæren af ​​iskolde måner, sagde Roth. påvisningen af ​​en stabil vandoverflod på Europa er en smule mere overraskende end på Ganymedes, fordi Europas overfladetemperaturer er lavere end Ganymedes."

Europa reflekterer mere sollys end Ganymedes, holde overfladen 60 grader Fahrenheit køligere end Ganymedes. Dagtimerne på Europa er kolde minus 260 grader Fahrenheit. Endnu, selv ved lavere temperatur, de nye observationer tyder på, at vandis sublimerer - dvs. transformerer direkte fra fast stof til damp uden en flydende fase – fra Europas overflade, ligesom på Ganymedes.

For at gøre denne opdagelse, Roth dykkede ned i arkiverede Hubble-datasæt, udvælgelse af ultraviolette observationer af Europa fra 1999, 2012, 2014 og 2015, mens månen var i forskellige orbitale positioner. Disse observationer blev alle taget med Hubbles Space Telescope Imaging Spectrograph (STIS). De ultraviolette STIS-observationer gjorde det muligt for Roth at bestemme mængden af ​​oxygen - en af ​​vandets bestanddele - i Europas atmosfære, og ved at fortolke styrken af ​​emission ved forskellige bølgelængder var han i stand til at udlede tilstedeværelsen af ​​vanddamp.

Denne påvisning baner vejen for dybdegående studier af Europa af fremtidige sonder, herunder NASA's Europa Clipper og Jupiter Icy Moons Explorer (JUICE) missionen fra European Space Agency (ESA). At forstå dannelsen og udviklingen af ​​Jupiter og dens måner hjælper også astronomer med at få indsigt i Jupiter-lignende planeter omkring andre stjerner.

Disse resultater er blevet offentliggjort i tidsskriftet Geofysiske forskningsbreve .