В атмосфере крупнейшего в Солнечной системе спутника обнаружена вода

Ганимед – исключительный спутник в нескольких отношениях: он является крупнейшим в Солнечной системе и единственным, обладающим магнитным полем.

Повторный анализ архивных наблюдений космического телескопа «Hubble» за Ганимедом привел к обнаружению в его атмосфере водяного пара, который вырывается с ледяной поверхности спутника Юпитера под действием солнечного нагрева. Об открытии сообщается в журнале Nature Astronomy.

«Ганимед – исключительный спутник в нескольких отношениях: он является крупнейшим в Солнечной системе и единственным, обладающим магнитным полем. Недавно космический аппарат «Juno» совершил близкий подход к луне Юпитера и, вероятно, скоро будут открытия, основанные на данных, полученных с помощью инструментов зонда. Однако не только новые наблюдения приводят к раскрытию тайн, иногда архивные данные могут содержать незамеченную информацию», – рассказывают авторы исследования.

В 1998 году «Hubble» впервые сделал снимки Ганимеда в ультрафиолетовом диапазоне в двух «цветах» с помощью инструмента «Space Telescope Imaging Spectrograph» (STIS), которые не только выявили полярные сияния, указывающие на присутствие у него магнитного поля, но и показали расхождения в их визулизации на различных длинах волн.

«Изначально совпадающие области на снимках объяснили молекулярным кислородом в атмосфере спутника, а различия – атомарным кислородом, который сильнее влияет на одну длину волны, чем на другую. Однако в 2018 году в рамках программы наблюдений в поддержку «Juno» были получены данные с помощью инструмента «Cosmic Origins Spectrograph» (COS) – высокоточного спектрографа «Hubble» ультрафиолетового диапазона, установленного в 2009 году. Измерения, направленные на выявления атомарного кислорода в атмосфере Ганимеда, к нашему удивлению показали практически полное его отсутствие.

Это означало, что должно быть другое объяснение различий в изображениях», – отмечают авторы исследования.

Повторный анализ двух изображений в ультрафиолетовом диапазоне с учетом вновь полученной информации показал, что различие в данных наиболее выражено вблизи дневной стороны спутника. Температура поверхности луны сильно колеблется в течение суток, и только когда солнце находится в зените, она становится достаточно теплой, чтобы лед мог высвободить небольшое количество молекул воды. Таким образом, разница в изображениях отмечена именно там, где можно ожидать присутствие водяного пара в атмосфере, который оказывает на спектральный сигнал такое же влияние, как и атомарный кислород.

«В более широком смысле открытие показывает, что часто нужно знать, на чем акцентировать внимание при анализе данных. Доказательства присутствия водяного пара в атмосфере Ганимеда были у нас на руках уже с 1998 года, однако только с дополнительной информацией и через разработку теоретических моделей мы выяснили, что и где нужно было искать. Скорее всего, в огромном наборе данных о планетах, звездах, галактиках и Вселенной, который «Hubble» накопил за три десятилетия своей работы, можно обнаружить еще много нового, просто необходимо искать в нужном месте», – заключили авторы исследования.