В атмосфере Европы обнаружен водяной пар

Новый анализ архивных изображений и спектров показал, что в атмосфере Европы присутствует водяной пар. Этот результат продвигает наше понимание структуры атмосферы ледяных спутников Юпитера. Это также помогает нам заложить основу для будущих научных миссий по исследованию этих спутников.

Предыдущие наблюдения за водяным паром на Европе были связаны с периодическими извержениями сквозь лед, которые порождают переходные облака водяного пара в атмосфере. Проще говоря, аналоги гейзеров на Земле. Однако снимки "Хаббла", проанализированные в данном исследовании, позволили нам наблюдать водяной пар в гораздо больших областях атмосферы Европы, что позволяет предположить, что водяной пар присутствует в ней постоянно.

Особенностью этого открытия является то, что водяной пар был обнаружен только в последнем полушарии Европы. То есть в области спутника, которая всегда противоположна направлению его движения по орбите. Другими словами, Европа находится в синхронном вращении, что означает, что ей требуется столько же времени для вращения вокруг собственной оси, сколько и для обращения вокруг Юпитера. Таким образом, одно полушарие Европы всегда обращено в сторону от направления, в котором движется Европа по своей орбите. Причина такой асимметрии между главным и конечным полушариями не до конца понятна.

Данные Хаббла и спектроскопическая техника

Это открытие было получено в результате нового анализа изображений и спектров из архива Хаббла. Данные были получены в 1999, 2012 и 2015 годах, когда спутник Юпитера находился на разных этапах своего орбитального периода. Лоренц Рот и его команда (Королевский технологический институт KTH в Стокгольме) используют тот же метод, который недавно привел к обнаружению водяного пара в атмосфере другого спутника Юпитера - Ганимеда.

Звездой этого набора данных является прибор Хаббла Space Telescope Imaging Spectrograph (STIS), поскольку его ультрафиолетовые наблюдения позволили Роту определить содержание кислорода - одной из составляющих воды - в атмосфере Европы. Интерпретируя силу излучения на разных длинах волн, команда смогла сделать вывод о наличии водяного пара.

Европа и ее низкая температура делают присутствие водяного пара редким явлением. «Наблюдения за водяным паром на Ганимеде и на обратной стороне Европы продвигают наше понимание атмосферы ледяных спутников», — сказал Рот. «Однако обнаружение стабильного количества воды на Европе немного более удивительно, чем на Ганимеде, потому что температура поверхности Европы ниже, чем у Ганимеда».

Европа отражает больше солнечного света, чем Ганимед, поэтому ее поверхность примерно на 15 C° холоднее, чем поверхность Ганимеда, так что днем поверхность Европы достигает максимума -166 C°. Ученые считают, что при таких температурах водяной лед сублимируется, то есть переходит из твердого состояния в парообразное без промежуточной жидкой фазы.