dezembro 5, 2021

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Hubble descobre a regeneração misteriosa de vapor de água na lua de Júpiter, Europa

Lua de Júpiter, Europa. Crédito: NASA / JPL-Caltech / SETI Institute

Você pode pensar que viver a meio bilhão de milhas do sol não seria um lugar que chamamos de lar. Mas os astrônomos planetários estão muito interessados ​​em explorar Europa em busca de vida. Um pouco menor que a lua da Terra, Europa orbita descontroladamente Júpiter. A superfície da lua gelada nunca fica mais quente do que 260 graus Fahrenheit negativos F. A temperatura é tão fria que o gelo de água é duro como uma rocha.

No entanto, sob a crosta gelada sólida pode haver um oceano global com mais água do que na Terra. E onde há água, pode haver vida. Como uma mangueira de jardim com vazamento, o oceano expele vapor de água para o espaço a partir de gêiseres que penetram em rachaduras na superfície, conforme fotografado pela primeira vez por telescópio espacial Hubble em 2013.

O mais recente desenvolvimento vem de observações de arquivos do Hubble, que vão de 1999 a 2015, que descobriram que o vapor de água é constantemente reabastecido em todo o hemisfério lunar. Isso é um pouco ambíguo. No entanto, a atmosfera é apenas um bilionésimo da pressão superficial da atmosfera terrestre.

O vapor de água não foi visto diretamente, mas a assinatura espectroscópica ultravioleta do oxigênio foi medida pelo Hubble. O oxigênio é um componente da água. Ao contrário dos gêiseres, esse vapor d’água não vem de Europa, mas a luz solar faz com que o gelo da superfície sublime. Uma atmosfera semelhante de vapor d’água foi encontrada recentemente na lua Jovian Ganimedes.

A Europa é muito empolgante como uma morada potencial de vida e seu alvo NASAEuropa Clipper e Jupiter Icy Explorer (JUICE) da Agência Espacial Européia – lançamento planejado dentro de uma década.

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Imagem da Europa

Esta imagem da lua joviana Europa foi tirada em junho de 1997 a uma distância de 776.700 milhas pela espaçonave Galileo da NASA. Ligeiramente menor que a lua da Terra, Europa tem uma superfície muito lisa e a crosta dura e gelada tem a aparência de cascas de ovo quebradas. O interior contém um oceano global com mais água do que na Terra. Ele pode abrigar a vida como a conhecemos. As observações do telescópio espacial Hubble da Europa revelaram vapor de água persistente em sua atmosfera extremamente fraca. As observações do Hubble, que vão de 1999 a 2015, descobriram que o vapor de água é constantemente reabastecido em todo o hemisfério lunar. Esta é uma descoberta diferente das observações do Hubble de 2013 que encontraram vapor de água localizado de gêiseres que emanam do oceano subterrâneo. Esse vapor d’água vem de um processo totalmente diferente. A luz solar faz com que o gelo da superfície se sublime, transformando-se diretamente em gás. Esta visualização composta de cores do Galileo combina imagens em violeta, verde e infravermelho. A imagem da lua é exibida em cores naturais (esquerda) e com cores aprimoradas projetadas para destacar diferenças sutis de cores na superfície (direita). A porção branca e azulada da superfície de Europa consiste principalmente de gelo de água, com muito poucos materiais que não sejam de gelo. As linhas longas e escuras são fraturas da crosta, algumas com mais de 1.850 milhas de comprimento. A missão de Galileu terminou em 21 de setembro de 2003, quando a espaçonave foi deliberadamente ordenada a mergulhar na atmosfera de Júpiter, onde foi destruída. No entanto, os cientistas até hoje continuam a estudar os dados que coletaram. O Jet Propulsion Laboratory (JPL) em Pasadena, Califórnia gerenciou a missão Galileo para o Office of Space Science da NASA, Washington, DC. JPL é uma divisão operacional do California Institute of Technology (Caltech). Esta fotografia, imagens e outros dados do Galileo estão postados na página inicial da Galileo Expedition. Informações de plano de fundo e contexto educacional para imagens também estão disponíveis. Crédito: NASA, NASA-JPL, Universidade do Arizona

As observações do telescópio espacial Hubble da NASA da lua gelada de Júpiter, Europa, revelaram a presença de vapor de água persistente – mas, misteriosamente, apenas em um hemisfério.

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Europa abriga um vasto oceano sob sua superfície gelada, que pode fornecer condições favoráveis ​​para a vida. Esta descoberta aumenta a compreensão dos astrônomos sobre a estrutura da atmosfera das luas geladas e ajuda a estabelecer as bases para missões científicas planejadas ao sistema de Júpiter, em parte, para explorar se um ambiente a meio bilhão de milhas do sol poderia sustentar vida.

Observações anteriores de vapor d’água na Europa foram associadas a plumas em erupção no gelo, conforme fotografado pelo Hubble em 2013. Elas são semelhantes às fontes termais da Terra, mas se estendem por mais de 60 milhas de altura. Eles produzem pontos transitórios de vapor d’água na atmosfera da Lua, que é apenas um bilionésimo da pressão da superfície da atmosfera da Terra.

No entanto, os novos resultados mostram quantidades semelhantes de vapor de água espalhados por uma área maior da Europa nas observações do Hubble de 1999 a 2015. Isso indica uma presença de longo prazo de uma atmosfera de vapor de água apenas no hemisfério posterior de Europa – a parte de a Lua que é sempre oposta à direção de seu movimento ao longo de sua órbita. A causa da assimetria entre os hemisférios anterior e posterior não é totalmente compreendida.

A descoberta foi elaborada a partir de uma nova análise de imagens e espectros de arquivos do Hubble, usando uma técnica que recentemente levou à detecção de vapor d’água na atmosfera da lua de Júpiter, Ganimedes, por Lorenz Roth do Instituto Real de Tecnologia, Espaço e Física de Plasma. , Suécia.

“Observar o vapor de água em Ganimedes, e no outro lado da Europa, avança nossa compreensão das atmosferas lunares geladas”, disse Roth. “No entanto, a descoberta de água abundante sedimentada na Europa é um pouco mais surpreendente do que a descoberta em Ganimedes, porque as temperaturas da superfície de Europa são mais baixas do que as de Ganimedes.”

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Europa reflete mais luz do sol do que Ganimedes, tornando a superfície 60 graus Fahrenheit mais fria do que Ganimedes. O mais alto durante o dia na Europa é de 250 graus Fahrenheit. Mesmo em temperaturas mais baixas, no entanto, as novas observações indicam que o gelo de água sublima – isto é, ele se transforma diretamente de sólido em vapor sem fase líquida – da superfície de Europa, assim como em Ganimedes.

Para fazer a descoberta, Roth investigou os conjuntos de dados do Hubble, selecionando observações ultravioleta da Europa de 1999, 2012, 2014 e 2015, quando a lua estava em diferentes posições orbitais. Todas essas observações foram capturadas usando o Espectrorradiômetro de Imagens do Telescópio Espacial (STIS). As observações ultravioleta do STIS permitiram a Roth determinar a abundância de oxigênio – um componente da água – na atmosfera da Europa e, ao interpretar a intensidade da emissão em diferentes comprimentos de onda, ele foi capaz de inferir a presença de vapor d’água.

Esta descoberta abre caminho para estudos aprofundados de Europa por meio de investigações futuras, incluindo a missão Europa Clipper da NASA e o Jupiter Icy Moons Explorer (JUICE) da Agência Espacial Européia (ESA). Compreender a formação e evolução de Júpiter e suas luas também ajuda os astrônomos a obter insights sobre planetas semelhantes a Júpiter ao redor de outras estrelas.

Esses resultados foram publicados na revista Cartas de pesquisa geofísica.

Referência: “A Stable H.2O Atmosphere on Europa Trailing Hemisphere From HST Images “por Lorenz Roth, 13 de setembro de 2021 Disponível Cartas de pesquisa geofísica.
doi: 10.1029 / 2021GL094289

O Telescópio Espacial Hubble é um projeto de colaboração internacional entre a NASA e a Agência Espacial Europeia (ESA). O telescópio é operado pelo Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland. O Space Telescope Science Institute (STScI) em Baltimore, Maryland, conduz as operações científicas do Hubble. O STScI é operado para a NASA pelo Consórcio de Universidades para Pesquisa em Astronomia em Washington, DC