gov-civil-vilareal.pt목성의 위성 가니메데에 대한 예측: 매우 춥고… 습한가?
>허블 우주 망원경의 기존 데이터와 새로운 데이터를 결합하여, 천문학자들은 목성의 행성 크기의 위성인 가니메데의 대기에서 수증기를 발견했습니다. !
자기 사랑을 표현하는 방법
이것은 문자 그대로 매우 멋진 소식입니다. 대부분의 달에서는 수증기가 발생하기에는 너무 차가우며, 가장 따뜻한 일부 지역에서는 수증기가 가장 많이 존재하는 것으로 나타났습니다. 이는 표면을 가열하는 햇빛에서 오는 것임을 분명히 나타냅니다. 게다가, 기이하게도 목성의 엄청나게 맹렬한 자기장의 기여입니다.
가니메데는 태양계에서 가장 큰 위성입니다 , 수성보다 크고 목성 주위를 도는 것이 아니라면 그 자체로 행성으로 간주될 것입니다. 사실, 그것은 너무 커서 구별됩니다. 즉, 코어에 쇳물과 니켈과 같은 무거운 물질이 있고 암석층이 있고 그 사이에 표면이 있습니다. 상당한 수백 킬로미터 깊이의 액체 바다!
목성의 가장 큰 위성인 가니메데는 표면을 데우는 완만한 햇빛으로 인해 수증기가 포함된 극도로 희박한 대기를 가지고 있습니다. 크레딧: ESA/Hubble, J. daSilva
표면은 대부분 암석과 얼음이며 지각은 매우 두껍습니다. 지하 바다의 물이 표면에 도달할 가능성은 거의 없습니다.
그러나 1998년 허블에서 우주 망원경 이미징 분광기(또는 STIS)를 사용한 관측*가니메데의 표면 위에 오로라처럼 빛나는 기체 원자 산소를 보여주었다. 달은 목성의 압도적으로 강력한 자기장과 상호 작용하는 약한 자기장(철핵에 의해 생성됨)을 가지고 있습니다. 이것은 원자 산소 에너지를 제공하여 빛나게 합니다.
1998년 목성의 위성인 가니메데를 허블호에 실린 우주 망원경 이미징 분광기로 극자외선으로 관측한 결과 가니메데의 약한 자기장으로 인해 오로라처럼 빛나는 원자 산소의 대기가 얇은 것으로 나타났습니다. 모델은 2021년에 발견된 수증기의 존재도 나타냈습니다. 출처: NASA/ESA/Lorenz Roth
그런데 산소는 어디서 왔을까? 표면 모델은 목성의 자기장에 의해 가속된 아원자 입자에 의해 충돌할 물 분자의 존재도 예측했습니다. 그것은 그것들을 분해하여 산소를 생성할 것입니다. 그러나 물은 감지되지 않았습니다.
그래서 천문학자들은 허블호에 탑재된 우주 기원 분광기를 사용하여 가니메데의 새로운 자외선 관측을 했습니다. . 그들은 UV 광선의 두 가지 다른 파장(색상으로 생각)을 매우 주의 깊게 측정했으며 두 파장의 밝기 비율에 수증기가 있어야 한다는 사실을 발견했습니다. 다른 설명은 그럴듯하지 않습니다.
그래서 이것은 간접적인 발견이지만 여전히 발견입니다! 참고로 대기는 입방 센티미터당 약 10억 분자로 매우 얇습니다. 그에 비해 당신이 숨쉬는 공기는 100억 몇 배 더 밀도가 높습니다. 가니메데에 서 있는 것은 진공 상태에 서 있는 것과 크게 다르지 않습니다.
흥미롭게도 수증기는 표면에 가장 풍부합니다. 태양 아래 점 , 태양이 똑바로 비추는 곳(정오인 곳으로 생각하십시오). 그것은 표면의 가장 따뜻한 부분이므로 물 분자가 얼음에서 가스로 직접 변할 수 있을 정도로 표면을 따뜻하게 하는 햇빛에서 증기가 나오는 것이 분명합니다. 승화 . 그것은 이것이 외부 태양계의 모든 달의 얼음에서 햇빛에 의해 승화 된 수증기의 지금까지 최초이자 유일한 탐지입니다. 정말 멋진.
가니메데 대기에서 수증기 발견에 대한 개요. 출처: NASA 고다드 우주 비행 센터
이 모든 것 중 내가 특히 훌륭하다고 생각한 부분 중 하나는 가니메데의 후미 쪽에서 선두 쪽보다 더 많은 수증기를 발견했다는 것입니다. 태양계의 모든 위성과 마찬가지로 가니메데는 목성을 공전할 때마다 한 번씩 회전하며 목성을 향해 동일한 면을 유지합니다(달이 지구와 마찬가지로). 우연이 아니야 . 그러나 그것은 또한 달의 한쪽 반구가 항상 움직이는 방향을 향하고 있음을 의미합니다(자동차 앞 유리처럼). 선두 반구 , 그리고 다른 하나는 항상 반대쪽을 향하므로 후행 반구 .
하지만. 가니메데는 목성을 한 바퀴 도는 데 일주일이 걸리는 반면 목성은 매 한 바퀴 자전합니다. 10 시간 . 이는 목성의 자기장이 가니메데의 궤도보다 훨씬 빠르게 회전한다는 것을 의미하므로 자기장이 달의 후행 반구를 휩쓸고 있음을 의미합니다. 다시 말하지만, 많은 아원자 입자가 필드에 잡혀서 가니메데의 뒷면 표면에 부딪힙니다. 그것은 얼음의 화학적 성질을 변화시켜 약간 어둡게 하기 때문에 실제로는 -131°C(-204°F) 대 -125°C(-193°F)로 햇빛 아래에서 약간 더 따뜻합니다. 많지는 않지만 선두보다 후행에 더 많은 수증기를 생성하는 데 도움이 됩니다.
수증기는 가니메데의 궤도를 따라 변하는 아태양계 지점에만 존재합니다. 그 지점에서 멀리 볼수록 금액이 급격히 떨어집니다. 그러나 태양 이하 점이 후행 반구에있을 때 훨씬 더 많은 수증기가 있습니다. 여섯 번 , 조금 더 따뜻하기 때문입니다. 그 놀라운.
2021년 6월 7일 Juno 우주선이 본 목성의 거대한 위성 가니메데의 장엄한 표면. 출처: NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS
우리는 적어도 400년 전 갈릴레오 시대부터 목성 주변에 위성이 존재한다는 사실을 알고 있었습니다. 그러나 우리는 지구와 지구에서 관측한 결과로 단련된 화학 및 물리학의 컴퓨터 모델을 통해 여전히 그것들에 대해 배우고 있습니다. 궤도에 있는 우주선으로 . 2022년 6월 유럽 우주국, 목성 얼음 위성 탐사선 발사 계획 또는 2030년에 도착한 후 가니메데를 포함한 목성의 위성 3개를 도는 JUICE(사랑합니다). 그러면 무엇을 찾을 수 있습니까? 특히 지하 바다가 표면으로 아주 잘 누출될 수 있는 유로파에서?
계속 지켜봐 주세요. 그것은 멋진 일이 될 것입니다.
* 전체 공개: 1995년부터 2000년까지 저는 STIS를 구축하고 보정한 팀에 있었습니다. 그것이 내가 그것을 사용한 관찰에 대해 쓰는 것을 좋아하는 이유 중 하나입니다!
