علماء يكتشفون دليلاًً على وجود بخار الماء على سطح أكبر أقمار المشتري – Ganymede

لأول مرة، أكتشف علماء الفلك أدلة على وجود بخار الماء في الغلاف الجوي لقمر كوكب المشتري ( غانيميد Ganymede )، حيث يتكون بخار الماء المكتشف، عندما يصعد الجليد من داخل القمر إلى سطحهِ – أي يتحول من الهيئة الصلبة إلى غازية، حيث أستخدم العلماء مجموعة بيانات جديدة وقديمة، لتلسكوب هابل الفضائي التابع لوكالة ناسا لتحقيق هذا الإكتشاف، والذي نُشر في مجلة Nature Astronomy.

قدمت الأبحاث السابقة أدلة ظرفية على أن قمر غانيميد، أكبر قمر في النظام الشمسي، يحتوي على كمية من الماء أكثر من جميع محيطات الأرض، ومع ذلك، فإن درجات الحرارة هناك شديدة البرودة لدرجة أن الماء الموجود على السطح في حالة صلبة بالتأكيد.

يقع المحيط المائي لقمر غانيميد على عمق ( ١٠٠ ميل / ١٦١ كيلومتر ) تحت القشرة Crust، لذلك ، فإن بخار الماء هذا لايمثل تبخر هذا المحيط.

أعاد علماء الفلك فحص الصور التي ألتقطها تلسكوب هابل في العقدين الماضيين للعثور على هذا الدليل على وجود بخار الماء.

في عام ١٩٩٨، التقط جهاز التصوير الطيفي للتلسكوب الفضائي هابل Hubble’s Space Telescope Imaging Spectrograph، أول صور بالأشعة فوق البنفسجية (UV) لقمر غانيميد، والتي كشفت عن أشرطة ملونة من الغاز المكهرب تسمى حُزم الشفق Auroral Bands، وقدمت دليلًا إضافيًا على أن الحقل المغناطيسي لقمر غانيميد ذو مجال ضعيف.

تم تفسير أوجه التشابه في هذه الصور للأشعة فوق البنفسجية من خلال وجود الأوكسجين الجزيئي (O2).

لكن بعض الميزات المرصودة لا تتطابق مع الإنبعاثات المتوقعة من جو يحتوي على ألاوكسجين الجزيئي ( O2 ) النقي.

في الوقت نفسه، خلص العلماء إلى أن هذا التناقض كان على الأرجح مرتبطًا بتركيزات أعلى من الأوكسجين الذري (O).

كجزء من برنامج مراقبة كبير لدعم مهمة المركبة ( جونو ) التابعة لوكالة ناسا في عام ٢٠١٨ ، قاد لورنز روث Lorenz Roth من المعهد الملكي للتكنولوجيا KTH في ستوكهولم بالسويد الفريق الذي شرع في قياس كمية الأوكسجين الذري ( O ) باستخدام تلسكوب هابل.

جمع تحليل الفريق البيانات من أداتين:-

– مطياف هابل للأصول الكونية Hubble’s Cosmic Origins Spectrograph في ٢٠١٨
– الصور الأرشيفية من تلسكوب الفضاء للتصوير الطيفي Space Telescope Imaging Spectrograph (STIS) من عام ١٩٩٨ إلى عام ٢٠١٠.

على عكس التفسيرات الأصلية للبيانات من عام ١٩٩٨، أكتشف العلماء : أنه لايوجد أي أوكسجين ذري ( O ) في الغلاف الجوي لقمر غانيميد.

هذا يعني أنه يجب أن يكون هنالك تفسير آخر للإختلافات الواضحة في صور الشفق القطبي.

ألقى لورنز روث وفريقه نظرة فاحصة على التوزيع النسبي للشفق القطبي في صور الأشعة فوق البنفسجية.

تختلف درجة حرارة سطح غانيميد بشدة على مدار اليوم، وحوالي الظهيرة بالقرب من خط الاستواء قد يصبح دافئًا بدرجة كافية بحيث يطلق سطحه الجليدي ( أو يتصاعد منه ) بعض كميات صغيرة من جزيئات الماء.

في الواقع، ترتبط الإختلافات التي تمت ملاحظتها في صور الأشعة فوق البنفسجية إرتباطًا مباشرًا بالمكان المتوقع وجود الماء فيه في الغلاف الجوي للقمر.

يضيف هذا الإكتشاف حدثاً مهماً، لمهمة ESA ( وكالة الفضاء الأوروبية ) القادمة، والتي يطلق عليها JUICE ، والتي تعني ( مستكشف أقمار المشتري الجليدية ).

JUICE هي أول مهمة كبيرة في برنامج الرؤية الكونية، للأعوام ( ٢٠١٥-٢٠٢٥ )، التابع لوكالة الفضاء الأوروبية.

من المقرر إطلاقه في عام ٢٠٢٢، والوصول إلى كوكب المشتري في عام ٢٠٢٩، وسوف يقضي ما لا يقل عن ثلاث سنوات في إجراء فحص تفصيلي للمشتري وثلاثة من أكبر أقماره، مع التركيز بشكل خاص على قمر غانيميد، أكبر أقمار المشتري.

تم تحديد قمر غانيميد لإجراء إستكشاف مُفصل، لأنه يوفر مختبرًا طبيعيًا لتحليل الطبيعة والتطور وإمكانية السكن المحتملة، للعوالم الجليدية بشكل عام، والدور الذي يلعبه مع بقية أقمار المشتري التي تدعى ( Galilean satellites ) ، وتفاعلاته المغناطيسية والبلازما الفريدة له، مع كوكب المشتري، وبيئته.

في الوقت الحالي، تقوم مهمة ( جونو Juno ) التابعة لوكالة ناسا بإلقاء نظرة فاحصة على قمر غانيميد Ganymede ورصدت مؤخرًا صورًا جديدة للقمر الجليدي.

كانت المركبة ( جونو ) تدرس كوكب المشتري وبيئته، المعروف أيضًا باسم نظام جوفيان Jovian system، منذ عام ٢٠١٦.

إن فهم نظام جوفيان وكشف تأريخه، من أصله إلى الظهور المحتمل للبيئات الصالحة للسكن، سيوفر لنا فهمًا أفضل لكيفية تشكل وتطور الكواكب الغازية العملاقة وأقمارها التابعة.

بالإضافة إلى ذلك، نأمل العثور على رؤى جديدة حول قابلية السكن في أنظمة الكواكب الخارجية الشبيهة بالمشتري.

أسم الدراسة الحديثة : ( نشرت اليوم الأثنين ٢٦ تموز / يوليو ٢٠٢١ )
A sublimated water atmosphere on Ganymede detected from Hubble Space Telescope observations