木星の氷の衛星ガニメデは、太陽系で最大です。表面の水氷は、摂氏マイナス185度までの低温で凍結します。
太陽からの荷電粒子の流れは、ガニメデの正午に氷を水蒸気に変えるのに十分です。これは昇華として知られている現象です。ハッブル宇宙望遠鏡からの高感度スペクトルとスペクトル画像を使用して、惑星の研究者は、氷の衛星の薄い大気の中でこの水蒸気を発見しました。
1998年、ハッブル宇宙望遠鏡（STIS）イメージング分光器は、ガニメデの最初の紫外線（UV）画像を撮影しました。これにより、氷のような大気からの観測された放射の明確なパターンが明らかになりました。
ガニメデには、地球や磁場のある他の惑星で観測されたオーロラの縞模様にいくぶん似ているオーロラの縞模様があります。
したがって、これらの画像は、ガニメデが一定の磁場を持っていることの実例となる証拠でした。 2つのUV観測間の類似性は、分子状酸素の存在に起因していました。
当時、この違いは、あるUVカラーに他のUVカラーよりも影響を与える信号を生成する原子状酸素の存在に起因していました。
「ガニメデの大気は、荷電粒子を噴霧し、その氷の表面を昇華させることによって作られています」と科学者たちは言います。 「これまでの遠紫外線酸素放出の観測は、大気の成分として霧化された分子状酸素を特定するために使用されてきましたが、凍結乾燥水の予想される成分は検出されないままです。」
新しい研究では、天文学者は、2018年にハッブル宇宙起源分光器（COS）で取得された新しいスペクトルと、1998年と2010年のSTIS機器からのアーカイブ画像の組み合わせ分析を実行しました。
驚いたことに、1998年のデータの元の解釈とは対照的に、彼らはガニメデの大気中に原子状酸素がほとんどないことを発見しました。これは、UV画像間の明らかな違いについて別の説明が必要であることを意味します。
その後、2つの画像のオーロラの相対的な分布について著者が説明を見つけました。
ガニメデの表面温度は日中大きく変動し、正午頃には赤道で氷の表面が少量の水分子を放出するのに十分なほど暖かくなります。
実際、UV画像間で認識される違いは、ガニメデの大気中の水が予想される場所と直接相関しています。
「当初、分子状酸素のみが観察されました。これは、荷電粒子が氷の表面を破壊するときに起こります」と研究者たちは言います。 「私たちが今測定した水蒸気は、暖かい氷の領域からの水蒸気の熱放出によって引き起こされた氷の昇華から来ています。」
研究の結果は、ジャーナルNatureAstronomyに掲載されました。
2021-07-28 14:32:11
著者: Vitalii Babkin