סיקור מקיף

האבל מוצא הוכחה ראשונה לאדי מים באטמוספירה של הירח של צדק גנימד

החמצן שנמצא בעולם הקפוא מקושר להמראה (סובלימציה) של קרח קרקעי

התמונה הזאת מציגה התרשמות אמן של הירח של מאדים גנימד. אסטרונומים השתמשו בנתוני ארכיון מטלסקופ החלל האבל כדי לגלות את ההוכחה הראשונה להימצאות אדי מים באטמוספירה של הירח של צדק גנימד, תוצאה של בריחה תרמית של אדי מים מהקרח שעל פני הירח. Credit: ESA/Hubble, J. daSilva
התמונה הזאת מציגה התרשמות אמן של הירח של מאדים גנימד. אסטרונומים השתמשו בנתוני ארכיון מטלסקופ החלל האבל כדי לגלות את ההוכחה הראשונה להימצאות אדי מים באטמוספירה של הירח של צדק גנימד, תוצאה של בריחה תרמית של אדי מים מהקרח שעל פני הירח. Credit: ESA/Hubble, J. daSilva

למרות שהוא יותר גדול מכוכב חמה הלוהט, הירח של צדק גנימד הוא לא מקום לנסוע כדי להשתזף. הוא נמצא 800 מיליון קילומטרים מהשמש וקרח המים על פני הקרקע שלו קפוא לגמרי בטמפרטורות קרות שיורדות עד כדי מינוס 150 מעלות צלזיוס. לכן הקרח מוצק כמו סלע. ובכל זאת גשם של חלקיקים טעונים מהשמש מספיק כדי להפוך את הקרח לאדי מים בצוהרי היום בגנימד. זאת הפעם הראשונה שהוכחה לכך נמצאה, באדיבות תצפיות ספקטרוסקופיות של טלסקופ החלל האבל על זוהר הקוטב בגנימד שכיסו שני עשורים. משתמשים בזוהר כדי לאתר את הנוכחות של חמצן, שמקושר לאחר מכן לנוכחות של מולקולות מים שניתזות מהקרקע. בגנימד יש אוקיינוס עמוק שנמצא בעומק מוערך של 160 ק"מ מתחת לפני הקרקע, עמוק מכדי שאדי מים ידלפו החוצה.


האסטרונומים השתמשו בנתונים חדשים ומהארכיון שמקורם בטלסקופ החלל האבל של נאס"א כדי לגלות הוכחה להימצאות אדי מים באטמוספירה של הירח של צדק גנימד. האדים נמצאים בגלל עירור תרמי של מולקולות מים מהקרח שעל פני הירח. מחקרים קודמים העלו הוכחות נסיבתיות שהירח מכיל יותר מים מכל האוקיינוסים של כדור הארץ. אבל הטמפרטורות שם כל כך קרות שהמים על פני הקרקע קופאים והאוקיינוס נמצא בערך 160 ק"מ מתחת לקרום.

לראשונה, אסטרונומים גילו הוכחה להימצאות אדי מים באטמוספירה של הירח של צדק גנימד. אדי המים האלה נוצרים כאשר קרח מקרקע הירח ממריא — כלומר הופך ממוצק לגז.

המדענים השתמשו בנתונים חדשים ומהארכיון שמקורם בטלסקופ החלל האבל של נאס"א כדי לגלות את התגלית, שפורסמה בכתב העת Nature Astronomy.

מחקרים קודמים העלו הוכחות נסיבתיות שגנימד, הירח הכי גדול במערכת השמש, מכיל יותר מים מכל האוקיינוסים של כדור הארץ. אבל הטמפרטורות שם כל כך קרות שהמים על הקרקע קפואים. האוקיינוס של גנימד שוכן בערך 160 ק"מ מתחת לקרום, ולכן אדי המים אינם התאיידות של האוקיינוס הזה.

אסטרונומים בדקו מחדש תצפיות של האבל משני העשורים האחרונים כדי למצוא את ההוכחה הזאת להימצאות אדי מים.

ב-1998 ספקטרוגרף ההדמיה של טלסקופ החלל האבל צילם את תמונות ה-UV הראשונות האלה של גנימד, שגילו דפוס מסוים בפליטות שניצפו מהאטמוספירה של הירח. גנימד מציג רצועות זוהר קוטב שדומות במידת מה לרצועות זוהר הקוטב שניצפות בכדור הארץ וכוכבי לכת אחרים עם שדה מגנטי. זאת הייתה הוכחה ממחישה של העובדה שלגנימד יש שדה מגנטי קבוע. הדמיון בין תצפיות ה-UV הוסבר על ידי נוכחות של חמצן מולקולרי. ההבדלים הוסברו בזמנו על ידי הנוכחות של חמצן אטומי, שמפיק אות שמשפיע על צבע UV אחד יותר מאשר על צבע אחר. Credit: NASA, ESA, Lorenz Roth (KTH)
ב-1998 ספקטרוגרף ההדמיה של טלסקופ החלל האבל צילם את תמונות ה-UV הראשונות האלה של גנימד, שגילו דפוס מסוים בפליטות שניצפו מהאטמוספירה של הירח. גנימד מציג רצועות זוהר קוטב שדומות במידת מה לרצועות זוהר הקוטב שניצפות בכדור הארץ וכוכבי לכת אחרים עם שדה מגנטי. זאת הייתה הוכחה ממחישה של העובדה שלגנימד יש שדה מגנטי קבוע. הדמיון בין תצפיות ה-UV הוסבר על ידי נוכחות של חמצן מולקולרי. ההבדלים הוסברו בזמנו על ידי הנוכחות של חמצן אטומי, שמפיק אות שמשפיע על צבע UV אחד יותר מאשר על צבע אחר. Credit: NASA, ESA, Lorenz Roth (KTH)

ב-1998 ספקטרוגרף ההדמיה של טלסקופ החלל האבל צילם את תמונות ה-UV הראשונות של גנימד, שגילו סרטים צבעוניים של גז מחושמל שנקראים רצועות זוהר קוטב, וסיפקו הוכחות נוספות לכך שלגנימד יש שדה מגנטי חלש.

הדמיון בין תצפיות ה-UV האלה הוסבר על ידי הנוכחות של חמצן מולקולרי (O2). אבל חלק מהתכונות שניצפו לא התאימו לפליטות שמצופות מאטמוספירה טהורה של O2. בה בעת, המדענים הסיקו שאי ההתאמה הזאת כנראה קשורה לריכוזים גבוהים יותר של חמצן אטומי (O).

כחלק מתוכנית תצפיות גדולה לתמיכה במשימת ג'ונו של נאס"א ב-2018, לורנץ רות מהמכון המלכותי לטכנולוגיה KTH בשטוקהולם, שוודיה, ניהל את הצוות שהוקם כדי למדוד את כמות החמצן האטומי באמצעות האבל. הניתוח של הצוות שילב נתונים משני מכשירים: ספקטרוגרף המקורות הקוסמיים של האבל ב-2018 ותמונות ארכיון מספקטרוגרף ההדמיה של טלסקופ החלל (STIS) מ-1998 עד 2010.

להפתעתם, ובניגוד לפירושים המקוריים של הנתונים מ-1998, הם גילו שאין כמעט חמצן אטומי באטמוספירה של גנימד. זה אומר שחייב להיות הסבר אחר להבדלים הברורים בין תמונות ה-UV האלה של הזוהר.

התמונה הזאת מציגה את הירח של צדק גנימד כפי שנראה על ידי טלסקופ החלל האבל ב-1996. גנימד נמצא במרחק של 800 מיליון ק"מ, והאבל יכול לעקוב אחרי שינויים על הירח ולגלות תכונות אחרות באורכי גל UV וקרוב לאינפרה אדום. האסטרונומים השתמשו עכשיו בנתונים חדשים ומהארכיון שמקורם בהאבל כדי לגלות בפעם הראשונה הוכחה להימצאות אדי מים באטמוספירה של הירח של צדק גנימד, שנמצאים בגלל בריחה תרמית של אדי מים מהקרח שעל פני הירח. Credit: NASA, ESA, John Spencer (SwRI Boulder)
התמונה הזאת מציגה את הירח של צדק גנימד כפי שנראה על ידי טלסקופ החלל האבל ב-1996. גנימד נמצא במרחק של 800 מיליון ק"מ, והאבל יכול לעקוב אחרי שינויים על הירח ולגלות תכונות אחרות באורכי גל UV וקרוב לאינפרה אדום. האסטרונומים השתמשו עכשיו בנתונים חדשים ומהארכיון שמקורם בהאבל כדי לגלות בפעם הראשונה הוכחה להימצאות אדי מים באטמוספירה של הירח של צדק גנימד, שנמצאים בגלל בריחה תרמית של אדי מים מהקרח שעל פני הירח. Credit: NASA, ESA, John Spencer (SwRI Boulder)

התמונה הזאת מציגה את הירח של צדק גנימד כפי שנראה על ידי טלסקופ החלל האבל ב-1996. גנימד נמצא במרחק של 800 מיליון ק"מ, והאבל יכול לעקוב אחרי שינויים על הירח ולגלות תכונות אחרות באורכי גל UV ואינפרה אדום קרוב. האסטרונומים השתמשו עכשיו בנתונים חדשים ומהארכיון שמקורם בהאבל כדי לגלות בפעם הראשונה הוכחה להימצאות אדי מים באטמוספירה של הירח של צדק גנימד, שנמצאים בגלל בריחה תרמית של אדי מים מהקרח שעל פני הירח.

לאחר מכן רות והצוות שלו בדקו מקרוב את הפיזור היחסי של הזוהר בתמונות ה-UV. הטמפרטורה על פני גנימד משתנה מאוד במהלך היום, ובסביבות הצהריים קרוב לקו המשווה היא עשויה להיות מספיק חמה כך שפני הקרח משחררים (או ממריאים) כמויות קטנות של מולקולות מים. למעשה, ההבדלים הנראים לעין בתמונות ה-UV קשורים באופן ישיר למקומות בהם היינו מצפים שיהיו מים באטמוספירה של הירח. 

"עד כה רק החמצן המולקולרי נצפה", הסביר רות. "הוא מופק כשחלקיקים טעונים שוחקים את פני הקרח. אדי המים שמדדנו עכשיו מקורם בהמראה של קרח שנגרמת על ידי בריחה תרמית של אדי מים מאזורי קרח חמים".

הממצאים האלה מוסיפים ציפיות למשימה הקרובה של ESA (סוכנות החלל האירופית) JUICE – "חקר הקרח בירחים של צדק". JUICE היא המשימה הגדולה הראשונה בתוכנית החזון הקוסמי 2015-2025 של ESA. השיגור מתוכנן ל-2022 וההגעה לצדק ב-2029, ושלוש שנים לפחות יוקדשו לתצפיות מפורטות על צדק ושלושה מהירחים הכי גדולים שלו, עם דגש מיוחד על גנימד כגוף פלנטרי ואזור מחיה פוטנציאלי.

גנימד נבחר לחקירה מפורטת בגלל שהוא מהווה מעבדה טבעית לניתוח האופי, ההתפתחות והאִכְלוּסִיּוּת הפוטנציאלית של עולמות קרח באופן כללי, התפקיד שהוא ממלא בתוך המערכת של לוויינים גליליאניים, והאינטראקציות המגנטיות והפלזמה שלו עם צדק והסביבה שלו.

"התוצאות שלנו יכולות לספק לצוותי המכשירים של JUICE מידע רב ערך שיוכלו להשתמש בו כדי לכוונן את תוכניות התצפיות שלהם למיטוב השימוש בחללית", הוסיף רות.

כעת משימת ג'ונו של נאס"א בוחנת מקרוב את גנימד ולאחרונה פרסמה תמונות חדשות של ירח הקרח. ג'ונו חוקרת את צדק והסביבה שלו, המכונה גם המערכת של צדק, מאז 2016.

הבנת המערכת של צדק ופתירת ההיסטוריה שלה, מהמקור שלה עד ההופעה האפשרית של סביבות אִכלוסיוֹת, יאפשרו לנו להבין טוב יותר איך כוכבים ענקיים גזיים והלוויינים שלהם נוצרים ומתפתחים. בנוסף, מקווים שיתקבלו תובנות חדשות על האִכְלוּסִיּוּת על מערכות דמויות צדק מחוץ למערכת השמש.

למאמר המדעי

עוד בנושא באתר הידען:

שיתוף ב print
שיתוף ב email
שיתוף ב whatsapp
שיתוף ב linkedin
שיתוף ב twitter
שיתוף ב facebook

תגובה אחת

  1. לגבי המאמר של עומרי ונדל, שם לא ניתן להגיב, זה מאמר של אדם המעוור את עיני עצמו. הוא מתעלם מעדויות מצויינות רבות מאוד בדבר כלי טייס שביצועיהם מעידים שבשום אופן לא לא היו מתוצרת הארצות בעולמנו. המאמר שלו חסר ערך.

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר.

לוגו אתר הידען
דילוג לתוכן