بخار آب برای نخستین بار در جو بزرگ‌ترین قمر منظومه‌ی شمسی کشف شد
ستاره‌شناسان برای نخستین بار با یک مطالعه‌ی جدید توسط تلسکوپ فضایی هابل در جو رقیق قمر گانیمد سیاره‌ی مشتری که بزرگ‌ترین قمر منظومه‌ی شمسی است، شواهدی از بخار آب کشف کردند.
قمر یخی سیاره‌ی مشتری اکنون چهره‌ی دیگری هم از خود به نمایش گذاشته است و برای نخستین بار وجود بخار آب در جو رقیق آن آشکار شده است. کشف بخار آب در «گانیمد» (Ganymede)، می‌تواند درک جوهای مشابه دارای آب را که ممکن است پیرامون دیگر اجرام یخی منظومه‌ی شمسی و فراتر از آن وجود داشته باشند، آسان‌تر کند.
گانیمد با اندازه‌ای بزرگ‌تر از عطارد و پلوتو و تنها کمی کوچک‌تر از مریخ، دارای آب بیشتری از کل اقیانوس‌های کره‌ی زمین است. اما این قمر مشتری به اندازه‌ای سرد است که آب روی سطح آن یخ‌زده و هر آب مایعی که در این قمر وجود داشته باشد، در حدود ۱۶۰ کیلومتر زیر پوسته‌ی آن جای گرفته است.
بر اساس یافته‌های قبلی یخ موجود در سطح گانیمد می‌تواند مستقیما بدون رفتن به به فاز مایع، از جامد به گاز تبدیل شود. بنابراین پیش از این احتمال می‌رفت که بخار آب می‌تواند بخشی از جو رقیق این قمر غول‌پیکر را تشکیل دهد اما تا کنون شواهدی از آن یافت نشده بود.
طرحی گرافیکی از گانیمد و سیاره‌ی مشتری
Credit:ESA
اکنون در پژوهش تازه که ۲۶ جولای (۴ مرداد) در نشریه‌ی Nature Astronomy منتشر شده است، دانشمندان داده‌های قدیمی و جدید گانیمد از تلسکوپ فضایی هابل را تجزیه‌وتحلیل کردند. در سال ۱۹۹۸ هابل اولین تصویر فرابنفش از گانیمد، از جمله شفق‌های قطبی آن را ثبت کرد. در این شفق‌ها رگه‌های رنگارنگ از گاز باردار، حاکی از شواهدی مبنی بر وجود یک میدان مغناطیسی ضعیف در این قمر بود.
سیگنال‌های فرابنفش تشخیص داده شده در این رگه‌های شفق قطبی، وجود مولکول‌های اکسیژن با دو اتم اکسیژن را پیشنهاد می‌کنند. این مولکول‌ها در صورت فرسایش سطح یخی گانیمد توسط ذرات باردار تولید می‌شوند. با این وجود برخی از این سیگنال‌های فرابنفش، مطابق آنچه از جو اکسیژن مولکولی خالص انتظار می‌رود نبود و تحقیقات قبلی نشان می‌داد که این اختلافات با سیگنال‌های اکسیژن تک اتمی مرتبط است.
اکنون به‌عنوان بخشی از یک برنامه‌ی بزرگ رصدی برای پشتیبانی از مأموریت «جونو» (Juno) ناسا به مشتری، پژوهشگران تلاش کردند با استفاده از تلسکوپ هابل میزان اکسیژن تک اتمی جو گانیمد را اندازه‌گیری کنند. آن‌ها به‌طور غیرمنتظره‌ای دریافتند که اکسیژن تک اتمی اندکی در جو گانیمد وجود دارد و برای انتشار این سیگنال‌های فرابنفش، باید توضیح دیگری وجود داشته باشد.
بنابراین دانشمندان بر روی چگونگی تغییر شدید دمای سطح گانیمد در طول روز متمرکز شدند که در بالاترین حالت و در استوا به منفی ۱۲۳ درجه‌ی سانتی‌گراد در بعدازظهر می‌رسد و در کمترین حالت تا منفی ۱۹۳ درجه‌ی سانتی‌گراد در شب تغییر می‌کند.
در گرم‌ترین نقاط گانیمد ممکن است یخ به اندازه‌ی کافی گرم و مستقیما به بخار تبدیل شود و پژوهشگران خاطرنشان کردند که اختلاف میان برخی از تصاویر فرابنفش گانیمد، با محل انتظار برای وجود بخار آب در جو این قمر مطابقت دارد.
«لورنز روت» (Lorenz Roth) پژوهشگر ارشد مؤسسه‌ی سلطنتی فناوری KTH استکهلم گفت: «بخار آب موجود در جو مطابقت زیادی با داده‌ها دارد. دلیل اصلی که تحقیقات قبلی نتوانسته آب موجود در جو گانیمد را تشخیص دهد، این است که سیگنال فرابنفش ناشی از اکسیژن مولکولی بسیار قوی است و یافتن سیگنال‌های دیگر را دشوار می‌کند.»
بدین ترتیب وجود بخار آب در بزرگ‌ترین قمر منظومه‌ی شمسی اکنون دارای شواهدی فیزیکی است و این یافته‌ها نشان می‌دهد که بخار آب واقعا در جو اجرام یخی منظومه‌ی شمسی وجود دارد و اکنون امکان بررسی مکان‌های بیشتری هم خواهد بود.
عکس کاور: کمربند شفق گانیمد از نگاه تلسکوپ فضایی هابل
Credit:NASA/ESA
منبع: Space
