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木星の衛星ガニメデの大気に水蒸気が存在

Posted by moonrainbow on 10.2021 衛星   1 comments   0 trackback
ガニメデの大気に水蒸気が存在する証拠を検出

ガニメデの紫外線画像
ガニメデの紫外線画像
1998年にHSTが初めて撮影したガニメデの紫外線画像。どちらの波長でも、南北の高緯度地域に紫外線を強く放射する領域が見られる。1304Åの紫外線でのみ明るい場所はもともと酸素原子が多い場所だと考えられてきた(提供:NASA, ESA, Lorenz Roth (KTH))

ハッブル宇宙望遠鏡の過去20年以上にわたる観測データから、木星の衛星ガニメデの大気に水蒸気が存在する証拠が初めて見つかった

1998年にハッブル宇宙望遠鏡(HST)の撮像分光カメラ「STIS」で、木星の衛星ガニメデの紫外線画像が初めて撮影された。この画像では、地球や他の惑星に見られるオーロラと同じような、荷電粒子の帯である「オーロラ帯」の姿がとらえられていて、ガニメデに弱い磁場が存在する証拠と考えられてきた。

紫外線画像は高いエネルギーに励起された酸素原子が出す2種類の紫外線(波長1356Åと1304Å)で撮影され、どちらの画像も、南北2本のオーロラ帯が写っているという大まかな特徴は似ていた。この紫外線は、ガニメデの大気に存在する酸素分子(O2)に電子が当たって2個の酸素原子(O)に分解され、この酸素原子から放射されたものだと当時は考えられた。また、1304Åの紫外線でのみ明るく写っている場所もところどころにあるが、これはもともと酸素原子が多く存在する場所で、この酸素原子に電子が当たって励起され、紫外線を放射したものだと推定された。

初撮影から20年が経った2018年に、スウェーデン王立工科大学(KTH)のLorenz Rothさんたちの研究チームは、NASAの木星探査機「ジュノー」のミッションをサポートする目的で、HSTの分光計「COS」で2018年に取得したデータと、STISが1998~2010年に取得したデータを使い、ガニメデの大気に含まれる酸素原子の量を調べる研究を行った。

すると、1998年当時の推定とは異なり、ガニメデの大気にはほとんど酸素原子が含まれていないことが明らかになった。つまり、1304Åの紫外線でのみ明るく写っている場所はもともと酸素原子が多い、という解釈は間違いだったことになる。

HSTが観測した紫外線は、水分子(H2O)に電子が衝突して生じる酸素原子からも放出される。そこで研究チームは、2種類の紫外線の明るさがガニメデの表面でどのように分布しているかを詳しく調べてみた。

その結果、1304Åの紫外線でのみ明るい場所は、ガニメデの表面で太陽光がよく当たる位置とよく相関していることがわかった。ガニメデの表面温度は太陽光の影響で一日の間に大きく変化し、太陽光が真上から当たる正午近くの赤道付近では、温度が高くなって表面の氷が昇華し、微量の水分子が放出されると考えられる。つまり、1304Åの紫外線でのみ明るい領域には水の分子が存在する可能性が示されたのだ。

「ガニメデの大気ではこれまで、酸素分子しか観測されていませんでした。酸素分子は荷電粒子が氷の表面を侵食することで作られます。今回私たちが検出した水分子は、氷が存在する領域から熱で水蒸気が逃げていく昇華によって生じるものです」(Rothさん)。

今回の成果は、2022年に打ち上げ予定のヨーロッパ宇宙機関の木星探査ミッション「JUICE(The Jupiter Icy moons Explorer:木星氷衛星探査機)」の探査計画を詰めていく上でも重要な情報となる


Hubble Finds Evidence of Water Vapor at Jupiter’s Moon Ganymede


今回の研究成果の紹介動画(提供:NASA's Goddard Space Flight Center)

2021年8月3
AstroArtsより

 思うがままのコメントです
お赦しください
《温度が高くなって表面の氷が昇華し…》
とありますが
木星軌道が地球軌道からどれだけ遠いか考えると
幾ら太陽光が当たるとは言え
地球上よりは温度が低いとしか考えられませんよ
とは言っても絶対零度0°K(-273℃でしたっけ?)よりは高いでしょうけど

とナルトですよ
自然界では決して地球上の温度に達しないと
水蒸気が存在しないわけではないとなりますね

とすると
自分の頭の中でだけの考えですが
地球上で温度に因る水蒸気が出来やすいのは解るとして
(書いててわからなくなってきた)

話が跳びますが
上昇気流発生に因る低気圧の発生ってのは温度に因るモノだけでしょうか?

もしかしたら
氷の昇華も低気圧の発生も
他の要因が無いで昇華?
たとえば電磁場の変化…

私個人的に宇宙の現象は
化学的な作用と
電磁的な作用で
総てが起きている気がしてならないのです

 気違いといわれそうな話
失礼しました
2021.08.11 04:54 | URL | アラフェナミドフマル #5weN/snY [edit]

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