James Webb Telescope si zaznamenává divné změny na ledovém měsíci Jupiteru Europa
Mysleli byste si, že ledové světy jsou zamrzlé v čase a prostoru, protože jsou – dobře – ledové. Planetární vědci však vědí, že všechny světy se mohou a dělají změny, bez ohledu na to, jak dlouho to trvá. To platí pro Evropu, jeden ze čtyř největších měsíců Jupiteru. Nedávné pozorování provedené James Webb Space Telescope (Jwst) nula na povrchové zmrzliny europanu a ukazují, že se neustále mění.
Dr. Ujjwal Raut z Southwest Research Institute (SWRI) informoval o změnách odrážených ve studiích JWST. Povrch Evropy má nejen amorfní led, ale existuje důkaz o krystalickém ledu rozptýleném kolem. To ukazuje na přítomnost aktivního zdroje vody, jako je podpovrchový oceán. Poukazuje také na geologické procesy, které ovlivňují povrch. Změny viděné na Evropě jsou velmi krátkodobé, možná dva týdny na některých místech.
„Naše data ukázala silné náznaky, že to, co vidíme, musí být pocházející z interiéru, snad z podpovrchového oceánu téměř 20 mil (30 kilometrů) pod tlustou ledovou skořápkou Evropy,“ řekl Raut. „Tato oblast zlomených povrchových materiálů by mohla poukazovat na geologické procesy tlačit podpovrchové materiály nahoru. Když vidíme důkaz CO2 Na povrchu si myslíme, že to muselo pocházet z oceánu pod povrchem. Důkazy o kapalném oceánu pod ledovou skořápkou Evropy se pohybují, což je tak vzrušující, jak se i nadále učíme více. ““
Co se stane s Europa
Jako galilejský měsíc, Evropské oběžné dráhy poblíž planety a v rámci svého silného magnetického pole. Povrch se tak bombarduje zářením. Je přílivově zamčený, což znamená, že ukazuje stejnou tvář Jupiter jak to obíhá. Europa má skalnatý a kovový interiér, pokrytý oceánem a zakončený ledovou skořápkou, která je z geologického hlediska poměrně mladá. Zdá se, že to není starší než 180 milionů let. To nám říká, že to bylo obnoveno zevnitř. Spektrální studie JWST na povrchu ukazují, že led krystalizuje různými způsoby na různých místech. Obecně voda ledu zamrzne do hexagonálních krystalů. To je to, co vidíme na Zemi, když sníží nebo když déšť zamrzne. Povrch Země je však do značné míry chráněn před vnějšími vlivy, jako je záření a led zůstávají v krystalické formě mnohem déle.
Na Evropě, nabité částice uvězněné v Jupiterově magnetickém poli bombardují povrch. To narušuje krystalickou strukturu ledu a změní ji na amorfní led. Pokud je to všechno, co se kdy stalo na povrchu Evropy, očekávali byste všude amorfní led. Místo toho spektrální studie JWST ukázaly důkazy o krystalickém ledu. Existují také jiné povrchové „jednotky“, jako jsou hřebeny a trhliny. Záření je nevysvětluje, ale jiné procesy je mohou vytvořit. V kombinaci s novými údaji shromážděnými JWST Raut uvedl, že pod ledovým povrchem vidí rostoucí důkaz tekutého oceánu.
Resurfacing Europa
Vědci si mysleli, že povrch Evropy byl pokryt velmi tenkou (možná půl metrovou) vrstvou amorfního ledu chránícího krystalický led níže. Nový důkaz krystalického ledu na povrchu se také objevuje v jiných oblastech, zejména v oblasti známé jako Tara Regio. Podle spoluautora Richarda Cartwrighta z Johns Hopkins Applied Physics Laboratory může být povrch odlišný, než se očekávalo na místech. „Myslíme si, že povrch je v některých oblastech dost porézní a dostatečně teplý, aby umožnil ledu rychle rekrystalizovat,“ řekl Cartwright. „Také ve stejné oblasti, obecně označované jako oblast chaosu, vidíme mnoho dalších neobvyklých věcí, včetně nejlepších důkazů pro chlorid sodný, jako je stolní sůl, pravděpodobně pocházející z jeho vnitřního oceánu. Také vidíme některé z nejsilnějších důkazů pro CO2 a peroxid vodíku na Evropě. Chemie v tomto místě je opravdu zvláštní a vzrušující. “
Související: Kolik měsíců má Jupiter?
CO2 Nalezeno v této oblasti zahrnuje nejběžnější typ uhlíku, s atomovou hmotou 12 a obsahující šest protonů a šest neutronů, jakož i vzácnější, těžší izotop, který má atomovou hmotu 13 se šesti protony a sedmi neutrony. To vyvolává otázky o původu CO2. „Je těžké to vysvětlit, ale každá silnice vede zpět k vnitřnímu původu, který je v souladu s jinými hypotézami o původu 12CO2 Zjištěno v Tara Regio, “řekl Cartwright.
Zdroje vody a resurfacing
Jak je tedy voda nucena na povrch? Při práci jsou dva hlavní zdroje tepla: přílivové vytápění a radioaktivní rozpad v jádru. Oba tyto procesy zahřívají podpovrchový oceán a přinutí vodu na povrch. Co způsobuje chaotický terén na Evropě na takových místech, jako je Tara Regio? Existuje několik možných způsobů. Jedním ze způsobů je vytvoření oblastí chaosu – místa, která se zdají být prasklá a skázaná. Mohli by být výsledkem materiálu, který se prosazuje přes diapiry (myslete na ně jako na kamna zdola, které přenášejí teplejší vodu a rozdrtí se na povrch). Jakmile se tato voda dostane na povrch, rychle zamrzne do detekovaného krystalického ledu JWST. Voda také vyvolává rozpuštěnou CO2 a další materiály.
Další metodou dodávání vody na povrch je oblaky. Tyto gejzíry sprchují povrch ledovými zrny. Dalšími mechanismy, které by mohly vytvářet krystalický led, jsou migrace z jiných částí expozice povrchu a dopadu. Dopady jsou dobře známé, že „zahradují“ čerstvý led v krátkém časovém období. Taková kolize může dobře vysvětlit led vidět v Tara.
Toto obnovení krystalického ledu je relativně krátkodobé. Je to proto, že neustálé bombardování nabitých částic okamžitě funguje na vytvoření amorfního ledu. Autoři příspěvku (viz níže) uvádějí, že proces nabitý částice, který mění led, může fungovat za pouhých 15 dní na přední hemisféře Evropy. Na jiných místech by to mohlo fungovat rychleji. Takže vzhledem k tomu, že Europa neustále osvěží svůj povrch a nabité částice rychle rozbíjí, že led dolů, je Europa rušným a neustále se měnícím místem. Nadcházející mise Clipper Europa by měla být schopna tyto regiony podrobněji studovat během mnoha blízkých průchodů tohoto malého měsíce.
The Originální verze tohoto článku byl zveřejněn na Vesmír dnes.
