Hubble découvre une mystérieuse régénération de vapeur d’eau sur la lune de Jupiter Europa

Lune de Jupiter, Europe. Crédit : NASA/JPL-Caltech/Institut SETI

Vous pourriez penser que vivre à un demi-milliard de kilomètres du soleil ne serait pas un endroit que nous appelons chez nous. Mais les astronomes planétaires sont très intéressés par l’exploration d’Europe à la recherche de la vie. Légèrement plus petite que la lune de la Terre, Europe orbite sauvagement Jupiter. Une surface de lune glacée ne devient jamais plus chaude que moins 260 degrés Fahrenheit F. La température est si froide que la glace d’eau est aussi dure que la roche.

Cependant, sous la croûte de glace solide, il peut y avoir un océan mondial avec plus d’eau qu’il n’y en a sur Terre. Et là où il y a de l’eau, il peut y avoir de la vie. Comme un tuyau d’arrosage qui fuit, l’océan crache de la vapeur d’eau dans l’espace à partir de geysers pénétrant les fissures de la surface, comme photographié pour la première fois par Le télescope spatial Hubble en 2013.

Le dernier développement provient des observations d’archives de Hubble, s’étalant de 1999 à 2015, qui ont révélé que la vapeur d’eau est constamment reconstituée dans tout l’hémisphère de la lune. C’est un peu ambigu. Cependant, l’atmosphère ne représente qu’un milliardième de la pression à la surface de l’atmosphère terrestre.

La vapeur d’eau n’a pas été vue directement, mais la signature spectroscopique ultraviolette de l’oxygène a été mesurée par Hubble. L’oxygène est un composant de l’eau. Contrairement aux geysers, cette vapeur d’eau ne vient pas d’Europe, mais la lumière du soleil sublime la glace de surface. Une atmosphère similaire de vapeur d’eau a été récemment découverte sur la lune jovienne Ganymède.

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L’Europe est très excitante en tant que lieu de vie potentiel et sa cible NasaEuropa Clipper et Jupiter Icy Explorer (JUICE) de l’Agence spatiale européenne – lancement prévu dans une décennie.

photo Europe

Cette image de la lune jovienne Europa a été prise en juin 1997 à une distance de 776 700 milles par le vaisseau spatial Galileo de la NASA. Légèrement plus petite que la lune de la Terre, Europe a une surface très lisse et la croûte dure et glacée a l’apparence de coquilles d’œufs fêlées. L’intérieur contient un océan mondial avec plus d’eau qu’il n’y en a sur Terre. Il peut abriter la vie telle que nous la connaissons. Les observations du télescope spatial Hubble en Europe ont révélé une vapeur d’eau persistante dans son atmosphère extrêmement faible. Les observations de Hubble, s’étalant de 1999 à 2015, ont révélé que la vapeur d’eau est constamment reconstituée dans l’hémisphère de la lune. Il s’agit d’une conclusion différente des observations de Hubble en 2013 qui ont trouvé de la vapeur d’eau localisée provenant de geysers émanant de l’océan souterrain. Cette vapeur d’eau provient d’un processus totalement différent. La lumière du soleil sublime la glace de surface et se transforme directement en gaz. Cette vue composite couleur Galileo combine des images violettes, vertes et infrarouges. La vue de la lune est affichée en couleur naturelle (à gauche) et avec des couleurs améliorées conçues pour mettre en évidence les différences de couleur subtiles dans la surface (à droite). La partie blanche et bleutée brillante de la surface d’Europe se compose principalement de glace d’eau, avec très peu de matériaux autres que la glace. Les longues lignes sombres sont des fractures de la croûte, certaines de plus de 1 850 milles de long. La mission de Galilée s’est terminée le 21 septembre 2003, lorsque le vaisseau spatial a reçu l’ordre délibéré de plonger dans l’atmosphère de Jupiter, où il a été détruit. Cependant, les scientifiques continuent à ce jour d’étudier les données qu’ils ont recueillies. Le Jet Propulsion Laboratory (JPL) de Pasadena, en Californie, a géré la mission Galileo pour le bureau des sciences spatiales de la NASA, à Washington, DC. JPL est une division opérationnelle du California Institute of Technology (Caltech). Cette photographie, ces images et d’autres données de Galileo sont publiées sur la page d’accueil de Galileo Expedition. Des informations générales et un contexte pédagogique pour les images sont également disponibles. Crédit : NASA, NASA-JPL, Université d’Arizona

Les observations du télescope spatial Hubble de la NASA sur la lune glacée Europa de Jupiter ont révélé la présence de vapeur d’eau persistante – mais, mystérieusement, seulement dans un hémisphère.

Europe abrite un vaste océan sous sa surface glacée, qui peut offrir des conditions favorables à la vie. Cette découverte fait progresser la compréhension des astronomes de la structure de l’atmosphère des lunes glacées et aide à jeter les bases des missions scientifiques prévues dans le système jovien, en partie, pour explorer si un environnement à un demi-milliard de kilomètres du soleil pourrait soutenir la vie.

Des observations antérieures de vapeur d’eau sur Europa ont été liées à des panaches éclatant à travers la glace, photographiés par Hubble en 2013. Ils sont similaires aux sources chaudes sur Terre, mais s’étendent sur plus de 60 miles de hauteur. Ils produisent des points transitoires de vapeur d’eau dans l’atmosphère de la Lune, qui ne représente qu’un milliardième de la pression de surface de l’atmosphère terrestre.

Cependant, les nouveaux résultats montrent des quantités similaires de vapeur d’eau réparties sur une plus grande partie de l’Europe dans les observations de Hubble de 1999 à 2015. Cela indique une présence à long terme d’une atmosphère de vapeur d’eau uniquement dans l’hémisphère ultérieur d’Europe – la partie de la Lune qui est toujours opposée à la direction de son mouvement le long de son orbite. La cause de l’asymétrie entre les hémisphères antérieur et postérieur n’est pas entièrement comprise.

La découverte a été tirée d’une nouvelle analyse d’images et de spectres d’archives de Hubble, en utilisant une technique qui a récemment conduit à la détection de vapeur d’eau dans l’atmosphère de la lune de Jupiter Ganymède, par Lorenz Roth du Royal Institute of Technology, Space and Plasma Physics. , Suède.

« L’observation de la vapeur d’eau sur Ganymède, et sur la partie postérieure de l’Europe, fait progresser notre compréhension des atmosphères glacées de la lune », a déclaré Roth. « Cependant, la découverte d’abondantes eaux décantées en Europe est un peu plus surprenante que sa découverte à Ganymède car les températures de surface d’Europe sont inférieures à celles de Ganymède. »

Europa reflète plus de lumière solaire que Ganymède, rendant la surface 60 degrés Fahrenheit plus froide que Ganymède. Le plus haut au cours de la journée sur l’Europe est de 260 degrés Fahrenheit glacial. Même à des températures plus basses, cependant, les nouvelles observations indiquent que la glace d’eau se sublime, c’est-à-dire qu’elle se transforme directement de solide en vapeur sans phase liquide, depuis la surface d’Europe, tout comme à Ganymède.

Pour faire la découverte, Roth a fouillé dans les ensembles de données d’archives de Hubble, en sélectionnant des observations ultraviolettes de l’Europe à partir de 1999, 2012, 2014 et 2015, lorsque la lune était dans différentes positions orbitales. Toutes ces observations ont été capturées à l’aide du spectroradiomètre imageur du télescope spatial (STIS). Les observations ultraviolettes STIS ont permis à Roth de déterminer l’abondance d’oxygène – un composant de l’eau – dans l’atmosphère européenne, et en interprétant la force de l’émission à différentes longueurs d’onde, il a pu déduire la présence de vapeur d’eau.

Cette découverte ouvre la voie à des études approfondies d’Europe grâce à de futures enquêtes, notamment la mission Europa Clipper de la NASA et Jupiter Icy Moons Explorer (JUICE) de l’Agence spatiale européenne (ESA). Comprendre la formation et l’évolution de Jupiter et de ses lunes aide également les astronomes à mieux comprendre les planètes semblables à Jupiter autour d’autres étoiles.

Ces résultats ont été publiés dans la revue Lettres de recherche géophysique.

Référence : « A Stable H.2O Atmosphere on Europa Trailing Hemisphere From HST Images » par Lorenz Roth, 13 septembre 2021 Disponible Lettres de recherche géophysique.
doi: 10.1029/2021GL094289

Le télescope spatial Hubble est un projet de collaboration internationale entre la NASA et l’Agence spatiale européenne (ESA). Le télescope est exploité par le Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, Maryland. Le Space Telescope Science Institute (STScI) à Baltimore, Maryland, mène des opérations scientifiques Hubble. STScI est exploité pour la NASA par le Consortium of Universities for Research in Astronomy à Washington, DC

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