En 1998, Le spectrographe imageur du télescope spatial (STIS) de Hubble a pris ces premières images ultraviolettes (UV) de Ganymède, qui a révélé un modèle particulier dans les émissions observées de l'atmosphère de la lune. La lune affiche des bandes aurorales qui sont quelque peu similaires aux ovales aurores observées sur Terre et sur d'autres planètes avec des champs magnétiques. C'était une preuve illustrative du fait que Ganymède a un champ magnétique permanent. Les similitudes dans les observations ultraviolettes ont été expliquées par la présence d'oxygène moléculaire (O
Pour la première fois, les astronomes ont découvert des preuves de vapeur d'eau dans l'atmosphère de la lune de Jupiter Ganymède. Cette vapeur d'eau se forme lorsque la glace de la surface de la lune se sublime, c'est-à-dire passe du solide au gaz.
Les scientifiques ont utilisé de nouveaux ensembles de données d'archives du télescope spatial Hubble de la NASA pour faire la découverte, publié dans la revue Astronomie de la nature .
Des recherches antérieures ont offert des preuves circonstancielles que Ganymède, la plus grosse lune du système solaire, contient plus d'eau que tous les océans de la Terre. Cependant, les températures y sont si froides que l'eau à la surface est gelée. L'océan de Ganymède résiderait à environ 100 milles sous la croûte; donc, la vapeur d'eau ne représenterait pas l'évaporation de cet océan.
Les astronomes ont réexaminé les observations de Hubble des deux dernières décennies pour trouver cette preuve de vapeur d'eau.
En 1998, Le spectrographe imageur du télescope spatial (STIS) de Hubble a pris les premières images ultraviolettes (UV) de Ganymède, qui a révélé en deux images des rubans colorés de gaz électrifié appelés bandes aurorales, et a fourni une preuve supplémentaire que Ganymède a un faible champ magnétique.
Les similitudes dans ces observations UV ont été expliquées par la présence d'oxygène moléculaire (O
Dans le cadre d'un vaste programme d'observation pour soutenir la mission Juno de la NASA en 2018, Lorenz Roth de l'Institut royal de technologie KTH de Stockholm, La Suède a dirigé l'équipe qui a entrepris de mesurer la quantité d'oxygène atomique avec Hubble. L'analyse de l'équipe a combiné les données de deux instruments :le spectrographe des origines cosmiques (COS) de Hubble en 2018 et les images d'archives du spectrographe d'imagerie du télescope spatial (STIS) de 1998 à 2010.
Cette image présente la lune de Jupiter Ganymède vue par le télescope spatial Hubble de la NASA en 1996. Située à plus de 600 millions de kilomètres (1/2 milliard de miles), Hubble peut suivre les changements sur la lune et révéler d'autres caractéristiques aux longueurs d'onde ultraviolettes et proches infrarouges. Les astronomes ont maintenant utilisé de nouveaux ensembles de données d'archives de Hubble pour révéler pour la première fois des preuves de vapeur d'eau dans l'atmosphère de la lune de Jupiter Ganymède, qui est présent en raison de l'échappement thermique de la vapeur d'eau de la surface glacée de la lune. Crédit :NASA, ESA, John Spencer (SwRI Boulder)
A leur grande surprise, et contrairement aux interprétations originales des données de 1998, ils ont découvert qu'il n'y avait pratiquement pas d'oxygène atomique dans l'atmosphère de Ganymède. Cela signifie qu'il doit y avoir une autre explication pour les différences apparentes dans ces images d'aurore UV.
Roth et son équipe ont ensuite examiné de plus près la distribution relative des aurores dans les images UV. La température de surface de Ganymède varie fortement au cours de la journée, et vers midi près de l'équateur, il peut devenir suffisamment chaud pour que la surface de la glace libère (ou sublime) de petites quantités de molécules d'eau. En réalité, les différences perçues dans les images UV sont directement corrélées avec l'endroit où l'eau serait attendue dans l'atmosphère de la lune.
"Jusqu'à présent, seul l'oxygène moléculaire avait été observé, " a expliqué Roth. "Ceci est produit lorsque des particules chargées érodent la surface de la glace. La vapeur d'eau que nous mesurons maintenant provient de la sublimation de la glace causée par l'échappement thermique de la vapeur d'eau des régions chaudes et glacées."
Cette découverte ajoute de l'anticipation à la prochaine mission de l'ESA (Agence spatiale européenne), JUS, qui signifie JUpiter ICy Moons Explorer. JUICE est la première mission de grande envergure du programme Cosmic Vision 2015-2025 de l'ESA. Prévu pour un lancement en 2022 et une arrivée à Jupiter en 2029, il passera au moins trois ans à faire des observations détaillées de Jupiter et de trois de ses plus grosses lunes, avec un accent particulier sur Ganymède en tant que corps planétaire et habitat potentiel.
Ganymède a été identifié pour une enquête détaillée car il fournit un laboratoire naturel pour l'analyse de la nature, évolution et habitabilité potentielle des mondes glacés en général, le rôle qu'il joue au sein du système des satellites galiléens, et ses interactions magnétiques et plasmatiques uniques avec Jupiter et son environnement.
"Nos résultats peuvent fournir aux équipes d'instruments JUICE des informations précieuses qui peuvent être utilisées pour affiner leurs plans d'observation afin d'optimiser l'utilisation de l'engin spatial, " ajouta Roth.
À l'heure actuelle, La mission Juno de la NASA examine de près Ganymède et a récemment publié de nouvelles images de la lune glacée. Juno a étudié Jupiter et son environnement, également connu sous le nom de système jovien, depuis 2016.
Comprendre le système jovien et démêler son histoire, de son origine à l'émergence possible de milieux habitables, nous permettra de mieux comprendre comment les planètes géantes gazeuses et leurs satellites se forment et évoluent. En outre, Nous espérons que de nouvelles informations seront trouvées sur l'habitabilité des systèmes exoplanétaires de type Jupiter.
