نشانه‌هایی از وجود بخار آب در بزرگترین قمر منظومه شمسی (گانیمد)

فرادید| گانیمد یکی از قمر‌های مشتری و بزرگترین قمر در منظومه شمسی است. این قمر ممکن است بیشتر از تمام اقیانوس‌های زمین آب داشته باشد. اما دما در آنجا به حدی پایین است که آب در سطح یخ زده و اقیانوس‌ها ۱۶۰ کیلومتر زیر پوسته قرار دارند. با این حال هر جا که آب وجود داشته باشد، حیات نیز به شکلی ما می‌شناسیم میتواند وجود داشته باشد؛ و حالا برای اولین بار نشانه‌هایی مبنی بر وجود آب تصعید شده در جو این قمر یخی، گانیمد یافت شده است.

دمای سطح گانیمد در طول روز به شدت تغییر می‌کند و حدود ظهر، نزدیک به خط استوا، ممکن است به حدی گرم شود که سطح یخی مقادیر کمی مولکول آب آزاد کند.

گانیمد بزرگترین قمر منظومه شمسی است؛ بزرگتر از عطارد، پلوتو و سه چهارم اندازه مریخ. جهانی پوشیده از یخ که شاید بیش از مجموع اقیانوس‌های کره زمین، آب دربر داشته باشد. اما خلاف زمین اقیانوس‌های گانیمد زیر پوست‌های یخی به ضخامت حدود ۱۶۰ کیلومتر قرار دارند. تصاویر فرابنفش ثبت شده با استفاده از طیف سنج تلسکوپ هابل در سال‌های ۱۳۷۷ و ۱۳۸۹ نوار‌هایی از ذرات باردار در گانیمد را نشان داد که شبیه اشکال بیضی مانند شفق‌های قطبی زمین بود. اما این دو مشاهده تفاوت‌هایی را در نوار شفق‌های گانیمد در طول زمان نشان داد.

محققان گمان کردند این تفاوت‌ها به دلیل حضور اکسیژن اتمی (اتم‌های منفرد اکسیژن) در جو گانیمد است. اکسیژن اتمی روی یکی از طول موج‌های نور فرابنفش مورد بررسی دانشمندان، اثر میگذارد. در سال ۱۳۹۷ محققان برای اندازه گیری مقدار اکسیژن اتمی در جو گانیمد از طیف سنج منشأ کیهانی تلسکوپ هابل استفاده کردند. آن‌ها با مقایسه داده‌های بدست آمده از سال‌های ۱۳۷۷، ۱۳۸۹ و ۱۳۹۷ در کمال تعجب دریافتند که داده‌های سال ۹۷ به ندرت اکسیژن اتمی را در جو گانیمد نشان میدهد. احتمالا باید توضیح دیگری برای تفاوت‌های موجود در عکس‌های شفق وجود داشته باشد. بازه تغییرات دمای سطح گانیمد در شبانه روز بسیار گسترده است و حوالی ظهر، نزدیک خط استوایش ممکن است به انداز‌های گرم شود که یخ سطحی بتواند مولکول‌های آب آزاد کند. سطح یخی گرم میشود و به جای ذوب شدن و تغییر حالت به مایع، طی فرآیندی به نام تصعید مستقیما از حالت جامد به گاز تبدیل می‌شود.

با نگاه به تصاویر اصلی، گروه تحقیقاتی دریافت که تفاوت‌های مشاهده شده در نوار شفق‌های گانیمد، با مناطقی از جو در ارتباط است که انتظار وجود بخار آب می‌رود. درک سیستم Jovian (چهار سیاره خارجی منظومه شمسی) و گره گشایی از تاریخچه آن، از مبدا تا پیدایش احتمالی محیط‌های قابل سکونت، به فهم بهتر ما از شکل گیری و تکامل سیارات غول گازی و قمرهایشان، کمک می‌کند. این کشف هیجان انگیز علاوه بر کمک به دانش بیشتر درباره مشتری و قمر مرموزش، گانیمد، ما را به درک جایگاهمان در کیهان نزدیک‌تر کرده است.

این یافته انتظاراتی را به ماموریت آینده سازمان فضایی اروپا (اسا)، یعنی ماموریت JUICE اضافه می‌کند. این ماموریت برای پرتاب در سال ۲۰۲۲ و رسیدن به مشتری در سال ۲۰۲۹ برنامه ریزی شده است.

این ماموریت حداقل به مدت ۳ سال مشاهدات دقیقی روی مشتری و سه عدد از بزرگترین قمر‌های آن انجام خواهد داد. تاکید ویژه این ماموریت بر گانیمد به عنوان یک جسم سیاره‌ای و یک جهان قابل سکونت خواهد بود.


منبع: NASA Goddard