هابل شواهدی از بخار مداوم آب در یک نیمکره اروپا پیدا کرد
You would think that living ½-billion miles from the Sun would be no place to call home. But planetary astronomers are very interested in exploring the moon Europa in search of life. Slightly smaller than Earth's moon, Europa orbits monstrous Jupiter. Surface temperatures on the icy moon never rise above a frigid minus 260 degrees Fahrenheit. A temperature so cold that water-ice is as hard as rock. Yet, beneath the solid ice crust there may be a global ocean with more water than found on Earth. And, where there is water, there could be life. Like a leaky garden hose, the ocean vents water vapor into space from geysers poking through cracks in the surface, as first photographed by the Hubble Space Telescope in 2013. The latest twist comes from archival Hubble observations, spanning 1999 to 2015, which find that water vapor is constantly being replenished throughout one hemisphere of the moon. That's a bit mysterious. Nevertheless, the atmosphere is only one-billionth the surface pressure of Earth's atmosphere. The water vapor wasn't seen directly, but rather oxygen's ultraviolet spectral fingerprint was measured by Hubble. Oxygen is one of the constituents of water. Unlike the geysers, this water vapor is not coming from Europa's interior, but rather sunlight is causing the surface ice to sublimate. A similar water vapor atmosphere was recently found on the Jovian moon Ganymede. Europa is so exciting as a potential abode of life it is a target of NASA's Europa Clipper and the Jupiter Icy Moons Explorer (JUICE) of the European Space Agency – planned for launch within a decade.
مشاهدات تلسکوپ فضایی هابل ناسا از قمر یخی مشتری اروپا وجود بخار آب مداوم را اما به طرز اسرار آمیزی تنها در یک نیمکره نشان داد.
اروپا در زیر سطح یخی خود دارای اقیانوسی وسیع است که ممکن است شرایطی برای زندگی مهمان نواز باشد. این نتیجه درک ستاره‌شناسان از ساختار اتمسفری قمرهای یخی را افزایش می‌دهد و به زمینه‌سازی برای انجام ماموریتهای علمی برنامه‌ریزی شده به منظومه غول‌های گازی کمک می‌کند تا بخشی از آن کشف شود که آیا محیطی در نیم بیلیون مایلی خورشید می‌تواند حیات را پشتیبانی کند یا خیر.
این عکس از ماه مشتری اروپا در ژوئن 1997 در فاصله 776700 مایلی توسط فضاپیمای گالیله ناسا گرفته شده است. اروپا کمی کوچکتر از قمر زمین، سطح بسیار صافی دارد و پوسته یخی جامد و ظاهری پوسته تخم مرغ مانند دارد. فضای داخلی آن دارای اقیانوسی با آب بیشتری از اقیانوسهای موجود در زمین است. احتمالاً می‌تواند زندگی را همانطور که ما می‌شناسیم در خود جای دهد. مشاهدات تلسکوپ فضایی هابل در اروپا وجود بخار آب مداوم را در جو بسیار نازک آن آشکار کرده است. مشاهدات هابل، از 1999 تا 2015، نشان می‌دهد که بخار آب به طور مداوم در یک نیمکره ماه در حال زیاد شدن است. این یافته متفاوت از مشاهدات هابل در سال 2013 است که بخار آب موضعی را از آبفشانهای دریایی پیدا کرده است که از اقیانوس زیر سطحی آن خارج می‌شوند. این بخار آب به طور کامل از یک فرایند متفاوت ناشی می‌شود. نور خورشید باعث تصعید یخ‌های سطحی می‌شود و مستقیماً به گاز تبدیل می‌شود. این نمای رنگی گالیله تصاویر بنفش، سبز و مادون قرمز را ترکیب می‌کند. نمای ماه با رنگ طبیعی (سمت چپ) و رنگ تقویت شده نشان داده شده است که تفاوتهای ظریف رنگ را در سطح (راست) نشان می‌دهد. قسمت سفید روشن و مایل به آبی سطح اروپا بیشتر از یخ آب تشکیل شده است و مواد غیر یخ بسیار کمی دارد. خطوط بلند و تیره شکستگی‌هایی در پوسته هستند که طول برخی از آنها بیش از 1850 مایل است. ماموریت گالیله در 21 سپتامبر 2003 به پایان رسید، هنگامی که سفینه فضایی عمداً دستور گرفت به جو مشتری برود و در آنجا منهدم شد. با این حال، تا به امروز دانشمندان به مطالعه داده‌های جمع‌آوری شده خود ادامه می‌دهند. آزمایشگاه پیشرانش جت (JPL) در پاسادنا، کالیفرنیا ماموریت گالیله را برای دفتر علوم فضایی ناسا، واشنگتن‌دی‌سی مدیریت کرد. JPL بخش عملیاتی موسسه فناوری کالیفرنیا (Caltech) است. این تصویر و سایر تصاویر و داده‌های دریافت شده از گالیله در صفحه اصلی ماموریت گالیله ارسال شده است.
اعتبار: ناسا، NASA-JPL، دانشگاه آریزونا
مشاهدات قبلی بخار آب در اروپا با خروج توده‌هایی از یخ همراه بوده است (همانطور که توسط هابل در سال 2013 عکس گرفته شد). آنها شبیه به آبفشانهای روی زمین هستند، اما ارتفاع آنها بیش از 60 مایل است. آنها حبابهای گذرا از بخار آب را در جو قمر تولید می‌کنند که تنها یک بیلیونم فشار سطحی جو زمین است.
با این حال، نتایج جدید نشان می‌دهد که مقادیر مشابهی از بخار آب در یک منطقه بزرگتر از اروپا در مشاهدات هابل از 1999 تا 2015 منتشر شده است. این امر نشان می‌دهد که در بلندمدت بخار آب فقط در نیمکره عقب اروپا-آن بخش از قمر که همیشه در جهت حرکت خود در امتداد مدار خود قرار دارد. علت این عدم تقارن بین نیمکره پیشرو و نیمکره عقبی به طور کامل مشخص نشده است.
این کشف از تجزیه و تحلیل جدید تصاویر و طیفهای بایگانی هابل، با استفاده از تکنیکی که اخیرا منجر به کشف بخار آب در جو قمر مشتری گانیمید شده است، توسط لورنز روث از انستیتوی سلطنتی فناوری، فضا و فیزیک پلاسما KTH سوئد انجام شده است.
روث می‌گوید: “مشاهده بخار آب در گانیمید و در قسمت عقب اروپا، درک ما را از جو قمرهای یخی پیش می‌برد.” “با این حال، تشخیص وجود مقدار زیاد آب در اروپا کمی شگفت‌انگیزتر از گانیمید است زیرا دمای سطح اروپا پایینتر از دمای گانیمید است.”
اروپا بیشتر از گانیمید نور خورشید را منعکس می‌کند و سطح آن را 60 درجه فارنهایت سردتر از گانیمید نگه می‌دارد. ارتفاع روز در اروپا 260 درجه فارنهایت است. با این حال، حتی در دمای پایینتر، مشاهدات جدید نشان می‌دهد که یخ آب در حال تصعید است – یعنی مستقیماً از حالت جامد به بخار بدون فاز مایع تبدیل می‌شود – مانند سطح گانیمد، از سطح اروپا خارج می‌شود.
مشاهدات قمر یخی اروپا از تلسکوپ فضایی هابل ناسا وجود بخار آب مداوم را اما به طرز اسرار آمیزی تنها در یک نیمکره نشان داده است. اروپا در زیر سطح یخی خود دارای اقیانوسی وسیع است که ممکن است شرایطی برای زندگی داشته باشد. این نتیجه درک ستاره‌شناسان از ساختار اتمسفری قمرهای یخی را پیش می‌برد و به ایجاد زمینه‌ای برای ماموریتهای علمی برنامه ریزی شده کمک می‌کند.
منبع:
Hubble Finds Evidence of Persistent Water Vapor in One Hemisphere of Europa
Oct 14, 2021
https://www.nasa.gov/feature/goddard/2021/hubble-finds-evidence-of-persistent-water-vapor-in-one-hemisphere-of-europa