تلسکوپ هابل نشانه‌هایی از وجود بخار آب دائمی در قمر مشتری یافت
مشاهدات تلسکوپ فضایی هابل از قمر یخی مشتری، اروپا، نشان می‌دهد که بخار آب در جو آن به‌صورت پایدار وجود دارد اما به‌طرزی شگفت‌آور فقط در یک نیمکره، دیده می‌شود.
«اروپا» (Europa) چهارمین قمر گالیله‌ای سیاره‌ی مشتری، در زیر سطح یخی خود اقیانوس وسیعی دارد که ممکن است شرایطی مناسب برای میزبانی از حیات داشته باشد. این نتیجه‌گیری، درک ستاره‌شناسان را از ساختار جوی قمرهای یخی افزایش می‌دهد و همچنین به زمینه‌سازی برای انجام مأموریت‌های علمی برنامه‌ریزی شده به منظومه‌ی مشتری کمک می‌کند. مأموریت‌هایی که یکی از اهداف آن‌ها کشف این موضوع است که آیا محیطی با فاصله‌ی ۸۰۰ میلیارد کیلومتری از خورشید می‌تواند از حیات پشتیبانی کند یا خیر؟
مشاهدات قبلی بخار آب در قمر اروپا به دنبال خروج توده‌هایی از یخ بوده است که توسط هابل در سال ۲۰۱۳ عکس‌برداری شد. این یخ‌فشان‌ها، مانند آتشفشان‌های روی زمین هستند اما ارتفاع فوران آن‌ها به بیش از ۱۰۰ کیلومتر می‌رسد. این فوران عظیم، حباب‌های گذرا از بخار آب را در جو رقیق این قمر تولید می‌کنند که فشار آن تنها یک میلیاردم فشار سطحی جو زمین است.
اکنون نتایج جدیدی که در نشریه‌ی «جئوفیزیکال ریسرچ لترز» (Geophysical Research Letters) منتشر شده، بر اساس مشاهدات هابل از سال ۱۹۹۹ تا ۲۰۱۵ میلادی، نشان می‌دهد مقادیر یکسانی از بخار آب در یک منطقه‌ی بزرگ‌تر از اروپا گسترش یافته‌اند.
طبق این پژوهش، در بلندمدت جو حاوی بخار آب، فقط در نیمکره‌ی عقبی اروپا، بخشی از قمر که همیشه در جهت خلاف حرکت مداری است، وجود دارد. علت این نبود نداشتن میان نیمکره‌ی جلو و عقب به‌طور کامل مشخص نشده است.
عکس قمر اروپا مشتری در سال ۱۹۹۷ که توسط فضاپیمای گالیله تهیه شده است. نمای طبیعی سمت چپ و نمای پردازش شده برای برجسته‌سازی عوارض این قمر در سمت راست قرار دارد. بخش‌های سفید روشن متمایل به آبی روشن، عمدتا از یخ آب تشکیل شده‌اند. رگه‌های نمایش یافته شکستگی‌های پوسته هستند که طول برخی از آن‌ها به ۳ هزار کیلومتر می‌رسد.
Credit: NASA, NASA-JPL, University of Arizona
این کشف از تجزیه‌وتحلیل تازه‌ای بر اساس تصاویر و طیف‌های آرشیوی هابل انجام شده است و «لورنز راث» (Lorenz Roth) از مؤسسه‌ی سطلنتی فناوری، فضا و فیزیکی پلاسمای KTH سوئد، با استفاده از تکنیکی که اخیرا منجر بهکشف بخار آب در جو قمر دیگر مشتری یعنی گانیمد شد، به این نتایج درباره‌ی اروپا دست یافت.
راث گفت: «مشاهده‌ی بخار آب در گانیمد و در قسمت عقب اروپا درک ما را از جو قمرهای یخی افزایش می‌دهد. با این وجود تشخیص مقدار زیاد آب در اروپا کمی شگفت‌انگیزتر از گانیمد است زیرا دمای سطح اروپا پایین‌تر از دمای گانیمد است.»
اروپا نور خورشید را بیشتر از گانیمد بازتاب می‌دهد و سطح آن را تا ۱۵ درجه‌ی سانتی‌گراد سردتر از گانیمد نگه می‌دارد. حداکثر دمای هوا در روز اروپا ۱۶۲- درجه‌ی سانتی‌گراد است اما مشاهدات جدید نشان می‌دهد که حتی در این دمای پایین‌تر، یخ آب در حال تصعید است و درست مانند گانیمد، مستقیما از حالت جامد بدون گذراندن فاز مایع، به بخار آب تبدیل می‌شود.
راث برای دستیابی به این کشف از مجموعه داده‌های آرشیوی هابل بهره گرفت و مشاهدات فرابنفش قمر اروپا در سال‌های ۱۹۹۹، ۲۰۱۲، ۲۰۱۴ و ۲۰۱۵ را انتخاب کرد که این قمر در موقعیت‌های مداری مختلف قرار داشت. این مشاهدات همه با «طیف‌نگار تصویربرداری تلسکوپ فضایی» (STIS) هابل انجام شده است، مشاهدات فرابنفش STIS به راث اجازه داد تا مقدار زیادی اکسیژن را به‌عنوان یکی از اجزای تشکیل‌دهنده‌ی آب در جو اروپا شناسایی و با تفسیر قدرت انتشار در طول موج‌های مختلف، توانست وجود بخار آب را کشف کند.
این تشخیص، راه را برای مطالعات عمیق اروپا با کاوشگرهای آینده مانند «اروپا کلیپر» (Europa Clipper) ناسا و مأموریت «کاوشگر قمرهای یخی مشتری» یا «جویس» (JUICE) آژانس فضایی اروپا هموار می‌کند. بررسی شکل‌گیری و تکامل مشتری و قمرهای آن همچنین به ستاره‌شناسان کمک می‌کند تا از سیاره‌های شبیه مشتری در اطراف ستارگان دیگر درک بهتری داشته باشند.
عکس کاور: طرحی گرافیکی از یخ‌فشان‌های قمر اروپا که باعث تصعید یخ و شکل‌گیری بخار آب می‌شود.
Credit: David Ladd, USRA, Goddard Space Flight Center, NASA
منبع: Phys.Org
