بخار آب برای نخستین بار در جو عظیم ترین قمر منظومه شمسی کشف شد - مجله کوروش بزرگ

قمر یخی سیاره مشتری اکنون چهره دیگری هم از خود به نمایش گذاشته است و برای نخستین بار وجود بخار آب در جو رقیق آن آشکار شده است. کشف بخار آب در گانیمد (Ganymede)، می تواند درک جوهای مشابه دارای آب را که ممکن است پیرامون دیگر اجرام یخی منظومه شمسی و فراتر از آن وجود داشته باشند، آسان تر کند.

گانیمد با مقدار ای عظیم تر از عطارد و پلوتو و تنها کمی کوچک تر از مریخ، دارای آب بیشتری از کل اقیانوس های کره زمین است. اما این قمر مشتری به مقدار ای سرد است که آب روی سطح آن یخ زده و هر آب مایعی که در این قمر وجود داشته باشد، در حدود 160 کیلومتر زیر پوسته آن جای گرفته است.

بر اساس یافته های قبلی یخ موجود در سطح گانیمد می تواند مستقیما بدون رفتن به به فاز مایع، از جامد به گاز تبدیل گردد. بنابراین پیش از این احتمال می رفت که بخار آب می تواند بخشی از جو رقیق این قمر غول پیکر را تشکیل دهد اما تا کنون شواهدی از آن یافت نشده بود.

اکنون در پژوهش تازه که 26 جولای (4 مرداد) در نشریه Nature Astronomy منتشر شده است، دانشمندان داده های قدیمی و تازه گانیمد از تلسکوپ فضایی هابل را تجزیه وتحلیل کردند. در سال 1998 هابل اولین تصویر فرابنفش از گانیمد، از جمله شفق های قطبی آن را ثبت کرد. در این شفق ها رگه های رنگارنگ از گاز باردار، حاکی از شواهدی مبنی بر وجود یک میدان مغناطیسی ضعیف در این قمر بود.

سیگنال های فرابنفش تشخیص داده شده در این رگه های شفق قطبی، وجود مولکول های اکسیژن با دو اتم اکسیژن را پیشنهاد می نمایند. این مولکول ها در صورت فرسایش سطح یخی گانیمد به وسیله ذرات باردار فراوری می شوند. با این وجود بعضی از این سیگنال های فرابنفش، مطابق آنچه از جو اکسیژن مولکولی خالص انتظار می رود نبود و تحقیقات قبلی نشان می داد که این اختلافات با سیگنال های اکسیژن تک اتمی مرتبط است.

اکنون به اسم بخشی از یک برنامه عظیم رصدی برای پشتیبانی از مأموریت جونو (Juno) ناسا به مشتری، پژوهشگران کوشش کردند با استفاده از تلسکوپ هابل مقدار اکسیژن تک اتمی جو گانیمد را مقدار گیری نمایند. آن ها به طور غیرمنتظره ای دریافتند که اکسیژن تک اتمی اندکی در جو گانیمد وجود دارد و برای انتشار این سیگنال های فرابنفش، باید شرح دیگری وجود داشته باشد.

بنابراین دانشمندان بر روی چگونگی تغییر شدید دمای سطح گانیمد در طول روز متمرکز شدند که در بالاترین حالت و در استوا به منفی 123 درجه سانتی گراد در بعدازظهر می رسد و در کمترین حالت تا منفی 193 درجه سانتی گراد در شب تغییر می نماید.

در گرم ترین نقاط گانیمد ممکن است یخ به مقدار کافی گرم و مستقیما به بخار تبدیل گردد و پژوهشگران خاطرنشان کردند که اختلاف میان بعضی از تصاویر فرابنفش گانیمد، با محل انتظار برای وجود بخار آب در جو این قمر مطابقت دارد.

لورنز روت (Lorenz Roth) پژوهشگر ارشد مؤسسه سلطنتی فناوری KTH استکهلم گفت: بخار آب موجود در جو مطابقت زیادی با داده ها دارد. علت اصلی که تحقیقات قبلی نتوانسته آب موجود در جو گانیمد را تشخیص دهد، این است که سیگنال فرابنفش ناشی از اکسیژن مولکولی بسیار قوی است و یافتن سیگنال های دیگر را سخت می کند.

بدین ترتیب وجود بخار آب در عظیم ترین قمر منظومه شمسی اکنون دارای شواهدی فیزیکی است و این یافته ها نشان می دهد که بخار آب واقعا در جو اجرام یخی منظومه شمسی وجود دارد و اکنون امکان آنالیز مکان های بیشتری هم خواهد بود.

عکس کاور: کمربند شفق گانیمد از نگاه تلسکوپ فضایی هابل

Credit:NASA/ESA

منبع: Space