La lune glacée de Jupiter, Ganymède, est la plus grande du système solaire. La glace d'eau à sa surface gèle à des températures basses jusqu'à moins 185 degrés Celsius.
Le flux de particules chargées du Soleil est suffisant pour transformer la glace en vapeur d'eau à midi sur Ganymède - un phénomène connu sous le nom de sublimation. À l'aide de spectres très sensibles et d'images spectrales du télescope spatial Hubble, des chercheurs planétaires ont découvert cette vapeur d'eau dans la fine atmosphère d'une lune glacée.
En 1998, le spectrographe imageur du télescope spatial Hubble (STIS) a pris les premières images ultraviolettes (UV) de Ganymède, qui ont révélé un schéma distinct d'émissions observées de son atmosphère glacée.
Ganymède a des bandes aurorales qui sont quelque peu similaires aux bandes aurorales observées sur Terre et sur d'autres planètes avec des champs magnétiques.
Ainsi, ces images étaient une preuve illustrative que Ganymède a un champ magnétique constant. La similitude entre les deux observations UV a été attribuée à la présence d'oxygène moléculaire.
À l'époque, les différences étaient attribuées à la présence d'oxygène atomique, qui produit un signal qui affecte plus une couleur UV qu'une autre.
"L'atmosphère de Ganymède est créée en pulvérisant des particules chargées et en sublimant sa surface glacée", expliquent les scientifiques. "Des observations antérieures d'émissions d'oxygène dans les UV lointains ont été utilisées pour identifier l'oxygène moléculaire atomisé en tant que composant de l'atmosphère, mais le composant attendu de l'eau lyophilisée n'a pas été détecté."
Dans la nouvelle étude, les astronomes ont effectué une analyse combinée de nouveaux spectres obtenus en 2018 avec le spectrographe d'origine spatiale Hubble (COS) et des images archivées de l'instrument STIS de 1998 et 2010.
À leur grande surprise, et contrairement à leur interprétation originale des données de 1998, ils ont découvert qu'il n'y avait presque pas d'oxygène atomique dans l'atmosphère de Ganymède. Cela signifie qu'il doit y avoir une autre explication pour les différences apparentes entre les images UV.
Une explication a ensuite été trouvée par les auteurs dans la répartition relative des aurores dans les deux images.
La température de surface de Ganymède fluctue beaucoup au cours de la journée, et vers midi, il peut faire suffisamment chaud à l'équateur pour que la surface glacée libère une petite quantité de molécules d'eau.
En fait, les différences perçues entre les images UV sont directement corrélées à l'endroit où l'eau est attendue dans l'atmosphère de Ganymède.
« Au départ, seul l'oxygène moléculaire était observé. Cela se produit lorsque des particules chargées détruisent la surface de la glace », expliquent les chercheurs. "La vapeur d'eau que nous avons maintenant mesurée provient de la sublimation de la glace causée par la libération thermique de la vapeur d'eau des régions de glace chaudes."
Les résultats de l'étude ont été publiés dans la revue Nature Astronomy.
2021-07-28 14:32:11
Auteur: Vitalii Babkin