Jowisz jest znany ze swojego niesamowitego wyglądu zmierzchDziękuję bardzo Juno orbitalny f ostatnie zdjęcia zajęty Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba (JWST). Podobnie jak Ziemia, te olśniewające pokazy są wynikiem interakcji naładowanych cząstek słonecznych z polem magnetycznym i atmosferą Jowisza.
Przez lata astronomowie wykrywali również słabe zorze polarne w atmosferach największego księżyca Jowisza (znanego również jako „Satelity GalileiJest to również wynikiem interakcji, w tym przypadku, między polem magnetycznym Jowisza a cząstkami emitowanymi z atmosfery księżyców.
Wykrywanie tych słabych zórz od dawna stanowi wyzwanie, ponieważ światło słoneczne odbijające się od powierzchni księżyców całkowicie zmywa ich sygnatury świetlne. W Seria ostatnich artykułówzespół kierowany przez Uniwersytet Bostoński i Kalifornijski Instytut Technologiczny (przy wsparciu NASA) obserwował księżyce Galileusza, gdy przechodziły w cieniu Jowisza.
Te obserwacje to ujawniły Io, Europa, Ganimedes i Kallisto Wszyscy doświadczają zorzy tlenu w ich atmosferach. Co więcej, te zorze są ciemnoczerwone i około 15 razy jaśniejsze niż znajome zielone wzory, które widzimy na Ziemi.
W skład zespołu badawczego weszli astronomowie z Centrum Fizyki Kosmicznej (CSP) na Uniwersytecie Bostońskim, W Katedra Geologii i Nauk Planetarnych (GPS) w Caltech i Laboratorium Fizyki Atmosfery i Przestrzeni Kosmicznej (LASP) na Uniwersytecie Kolorado, Nauki o Ziemi i Planetarności na Uniwersytecie Kalifornijskim w Berkeley, Obserwatorium Teleskopu Wielkich Oczu (LBT) i Instytut Badawczy Południowo-Zachodni (SwRI) i Instytut Nauk Planetarnych (PSI), f Instytut Astrofizyki Leibniza w Poczdamie (AIP) f Goddard Space Flight Center NASA.
Dwa opracowania ptOptyczny zmierzch Europy, Ganimedesa i Kallisto” I „Wizualne zorze polarne Io w cieniu JowiszaW południe 16 lutego br Planetarny Dziennik Naukowy.
Obserwacje zespołu zgromadziły dane z Obserwatorium Kecka Spektrometr Eckela o wysokiej rozdzielczości (HIRES) z widmami o wysokiej rozdzielczości Teleskop z dużymi oczami (LBT) f Obserwatorium Apache Point (APO).
Obserwacje te zostały zaplanowane tak, aby zobaczyć Io, Europę, Ganimedesa i Kallisto, gdy weszły w cień Jowisza, aby uniknąć interferencji światła słonecznego odbijającego się od ich powierzchni. Dane te ujawniły cenne informacje dotyczące składu atmosfery księżyców, która (zgodnie z oczekiwaniami) zawierała gazowy tlen.
Catherine De Claire, profesor Caltech i główna autorka jednego z dwóch artykułów, wyjaśniła w Keck Observatory. komunikat prasowy:
„Te obserwacje są trudne, ponieważ w cieniu Jowisza księżyce są prawie niewidoczne. Światło słabej zorzy polarnej jest jedynym potwierdzeniem, że skierowaliśmy teleskop we właściwe miejsce. Jasność różnych kolorów zorzy polarnej mówi nam, co atmosfery tych księżyców prawdopodobnie są zbudowane. Odkryliśmy, że tlen cząsteczkowy, podobnie jak tlen, którym oddychamy na Ziemi, jest prawdopodobnie głównym składnikiem lodowatej atmosfery księżyca”.
Wszystkie cztery księżyce Galileusza pokazały te same tlenowe zorze, podobne do tych, które widzimy Zorza polarna I astralis (tzw Światła północne i południowe) tu na ziemi.
W przypadku Europy, Ganimedesa i Kallisto zawartość tlenu w ich atmosferach wynika z fotolizy, procesu, w którym lód wodny sublimuje i jest rozkładany przez promieniowanie słoneczne na wodór i gazowy tlen. W przypadku Io tlen jest wytwarzany przez dwutlenek siarki (emitowany z wielu wulkanów rozsianych po jego powierzchni) reagujący z promieniowaniem słonecznym, tworząc tlenek siarki i pierwiastkowy tlen.
Ale ze względu na znacznie cieńszą atmosferę tlen ten świeci głęboko na czerwono i (dla Europy i Ganimedesa) w zakresie fal podczerwonych – tych ostatnich niewykrywalnych dla ludzkiego oka.
Ze względu na aktywność wulkaniczną Io sole, takie jak chlorek sodu i chlorek potasu, są również obecne w atmosferze, gdzie również są rozkładane przez promieniowanie słoneczne. Powoduje to zorzę polarną na Io, która emituje żółto-pomarańczową poświatę (spowodowaną przez sód) i świeci w podczerwieni (spowodowaną przez potas).
To był pierwszy raz, kiedy astronomowie zaobserwowali poświatę w podczerwieni w atmosferach tych księżyców. Co więcej, nowe pomiary ujawniły również niewiele dowodów na obecność pary wodnej, o której wcześniej sądzono, że jest składnikiem atmosfery Europy, Ganimedesa i Kallisto.
Przypuszcza się, że wszystkie trzy księżyce mają wewnętrzne oceany pod swoimi lodowymi powierzchniami, a także istnieją wstępne dowody na to, że para wodna w atmosferze Europy mogła powstać w wyniku aktywności pióropuszy. Uważa się, że te pióropusze są związane z wewnętrznym obwodem księżyca lub zbiornikami cieczy w jego lodowej skorupie.
Obserwacje pokazały również, w jaki sposób nachylone pole magnetyczne Jowisza powoduje zmianę jasności zorzy polarnej, gdy gazowy olbrzym się obraca. Nachylenie tego pola, mniej więcej 10 stopni od osi obrotu Jowisza w porównaniu do 11 stopni Ziemi, oznacza, że księżyce będą doświadczać większej interakcji w określonych momentach na swojej orbicie.
Na koniec zauważyli również, jak szybko atmosfera reagowała na zmiany temperatury spowodowane przejściem między ekspozycją na światło słoneczne a przejściem w cieniu Jowisza. Carl Schmidt, profesor astronomii na Uniwersytecie Bostońskim i główny autor drugiego artykułu, powiedział:
„Io sód staje się bardzo słaby w ciągu 15 minut od wejścia w cień Jowisza, ale powrót do zdrowia po wyjściu na światło słoneczne zajmuje kilka godzin. Te nowe właściwości są naprawdę przydatne do zrozumienia chemii atmosfery Io. I wspaniale, że zaćmienia Jowisza oferują naturalne doświadczenie, jakie znasz, na temat tego, jak światło słoneczne wpływa na jego atmosferę.
Te najnowsze obserwacje dodały ekscytacji do tego, co już jest bardzo ekscytującym obszarem badań. W nadchodzących latach agencje kosmiczne wyślą do Europy więcej zrobotyzowanych odkrywców, Ganimedesa – NASA Europa Clipper i Lunar Ice Explorer ESA (JUICE).
Misje te wykonają wiele przelotów obok tych księżyców, zbiorą dane na temat składu atmosfery i powierzchni oraz spróbują zidentyfikować potencjalne wskaźniki życia we wnętrzu („biosygnatury”). Zobaczenie z bliska tych jaskrawoczerwonych zórz polarnych zapiera dech w piersiach!
Ten artykuł został pierwotnie opublikowany przez wszechświat dzisiaj. Przeczytać Oryginalny artykuł.