Die größten Jupitermonde haben alle Polarlichter, die tiefrot leuchten und heller sind als die Jupitermonde: ScienceAlert

Jupiter ist bekannt für seine erstaunliche Erscheinung DämmerungVielen Dank Juno orbital f neueste Photos vergriffen James-Webb-Weltraumteleskop (JWST). Wie die Erde resultieren diese schillernden Darstellungen aus der Wechselwirkung geladener Sonnenteilchen mit Jupiters Magnetfeld und Atmosphäre.

Im Laufe der Jahre haben Astronomen auch schwache Polarlichter in der Atmosphäre von Jupiters größtem Mond (auch bekannt als „Satelliten von GaliläaDies ist in diesem Fall auch das Ergebnis der Wechselwirkung zwischen Jupiters Magnetfeld und Partikeln, die aus der Atmosphäre der Monde emittiert werden.

Die Erkennung dieser schwachen Polarlichter war lange Zeit eine Herausforderung, da das Sonnenlicht, das von den Oberflächen der Monde reflektiert wird, ihre Lichtsignaturen vollständig wegwäscht. In Reihe neuerer Arbeitenbeobachtete ein Team unter der Leitung der Boston University und des California Institute of Technology (mit Unterstützung der NASA) die galiläischen Monde, als sie im Schatten des Jupiter vorbeizogen.

Das haben diese Beobachtungen gezeigt Io, Europa, Ganymed und Callisto Sie alle erleben eine Aurora aus Sauerstoff in ihrer Atmosphäre. Darüber hinaus sind diese Polarlichter tiefrot und etwa 15-mal heller als die bekannten grünen Muster, die wir auf der Erde sehen.

Das Forschungsteam umfasste Astronomen aus Zentrum für Weltraumphysik (CSP) an der Boston University, W Institut für Geologie und Planetologie (GPS) bei Caltech und Labor für Atmosphären- und Weltraumphysik (LASP) an der University of Colorado, Erd- und Planetenwissenschaften an der University of California, Berkeley, Big-Eyes-Teleskop-Observatorium (LBT) und Südwestliches Forschungsinstitut (SwRI) und Institut für Planetologie (PSI), f Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam (AIP) f Das Goddard Space Flight Center der NASA.

Die beiden Studien mit dem TitelOptische Dämmerung von Europa, Ganymed und Callisto“ Und „Visuelle Polarlichter von Io im Schatten des JupiterMittags am 16. Februar Planetary Science Journal.

Die Beobachtungen des Teams sammelten Daten vom Keck-Observatorium Hochauflösendes Eckel-Spektrometer (HIRES) mit hochauflösenden Spektren Großäugiges Teleskop (LBT) f Apache-Point-Observatorium (APO).

Diese Beobachtungen wurden zeitlich so abgestimmt, dass sie Io, Europa, Ganymed und Callisto sehen konnten, als sie in Jupiters Schatten eintraten, um Störungen durch Sonnenlicht zu vermeiden, das von ihren Oberflächen reflektiert wurde. Diese Daten enthüllten wertvolle Informationen über die Zusammensetzung der Mondatmosphären, die (wie erwartet) Sauerstoffgas enthielten.

Catherine De Claire, Caltech-Professorin und Hauptautorin einer von zwei Veröffentlichungen, erklärte am Keck Observatory. Pressemitteilung:

„Diese Beobachtungen sind schwierig, weil die Monde im Jupiterschatten fast unsichtbar sind. Das Licht der schwachen Aurora ist die einzige Bestätigung dafür, dass wir das Teleskop auf den richtigen Ort gerichtet haben. Die Helligkeit der verschiedenen Farben der Aurora Borealis sagt uns, was das ist Atmosphären dieser Monde wahrscheinlich bestehen. Wir stellen fest, dass molekularer Sauerstoff, genau wie das, was wir hier auf der Erde atmen, wahrscheinlich der Hauptbestandteil der eisigen Atmosphäre des Mondes ist.“

Alle vier galiläischen Monde zeigten die gleichen sauerstoffhaltigen Polarlichter, ähnlich dem, was wir sehen Nordlichter Und Astralis (Die Nord- und Südlicht) Hier auf der Erde.

Im Fall von Europa, Ganymed und Callisto ist der Sauerstoffgehalt in ihrer Atmosphäre auf Photolyse zurückzuführen, ein Prozess, bei dem Wassereis sublimiert und durch Sonneneinstrahlung in Wasserstoff und Sauerstoffgas zerlegt wird. Im Fall von Io wird der Sauerstoff durch Schwefeldioxid (ausgestoßen von den vielen Vulkanen, die seine Oberfläche überziehen) erzeugt, das mit Sonnenstrahlung reagiert, um Schwefelmonoxid und elementaren Sauerstoff zu bilden.

Aber wegen seiner viel dünneren Atmosphäre leuchtet dieser Sauerstoff tiefrot und (für Europa und Ganymed) in infraroten Wellenlängen – letzteres ist für das menschliche Auge nicht wahrnehmbar.

Aufgrund der vulkanischen Aktivität von Io sind auch Salze wie Natriumchlorid und Kaliumchlorid in der Atmosphäre vorhanden, wo sie auch durch Sonneneinstrahlung abgebaut werden. Dies verursacht eine Aurora auf Io, die gelb-orange leuchtet (verursacht durch das Natrium) und im Infraroten leuchtet (verursacht durch das Kalium).

Dies war das erste Mal, dass Astronomen das Infrarotglühen in der Atmosphäre dieser Monde beobachteten. Darüber hinaus ergaben die neuen Messungen auch kaum Hinweise auf Wasserdampf, von dem zuvor angenommen wurde, dass er ein Bestandteil der Atmosphären von Europa, Ganymed und Callisto ist.

Es wird angenommen, dass alle drei Monde innere Ozeane unter ihren eisigen Oberflächen haben, und es gibt auch einige vorläufige Beweise dafür, dass Wasserdampf in Europas Atmosphäre möglicherweise durch Plume-Aktivität erzeugt wurde. Es wird angenommen, dass diese Federn mit dem inneren Umfang des Mondes oder Flüssigkeitsreservoirs in seiner eisigen Hülle in Verbindung stehen.

Die Beobachtungen zeigten auch, wie Jupiters geneigtes Magnetfeld bewirkt, dass sich die Helligkeit in der Aurora ändert, wenn sich der Gasriese dreht. Die Neigung dieses Feldes, etwa 10 Grad von Jupiters Rotationsachse im Vergleich zu den 11 Grad der Erde, bedeutet, dass die Monde zu bestimmten Zeiten ihrer Umlaufbahn mehr Wechselwirkungen erfahren werden.

Schließlich stellten sie auch fest, wie schnell die Atmosphäre auf Temperaturänderungen reagierte, die durch den Übergang zwischen Sonneneinstrahlung und Passage im Jupiterschatten verursacht wurden. Carl Schmidt, Professor für Astronomie an der Boston University und Hauptautor des zweiten Artikels, sagte:

„Io-Natrium wird innerhalb von 15 Minuten nach dem Eintritt in Jupiters Schatten sehr schwach, aber es dauert mehrere Stunden, um sich nach dem Auftauchen ins Sonnenlicht zu erholen. Diese neuen Eigenschaften sind wirklich nützlich, um die Chemie der Atmosphäre von Io zu verstehen. Und es ist großartig, dass Verfinsterungen durch Jupiter eine natürliche Möglichkeit bieten erfahren Sie, wie das Sonnenlicht seine Atmosphäre beeinflusst.“

Diese neuesten Beobachtungen haben das ohnehin schon sehr spannende Forschungsgebiet noch spannender gemacht. In den kommenden Jahren werden die Raumfahrtagenturen weitere Forschungsroboter nach Europa schicken, Ganymede – Europa Clipper der NASA und Lunar Ice Explorer (JUICE) der ESA.

Diese Missionen werden mehrere Vorbeiflüge an diesen Monden durchführen, Daten über atmosphärische und Oberflächenzusammensetzungen sammeln und versuchen, potenzielle Indikatoren für das Leben im Inneren („Biosignaturen“) zu identifizieren. Diese leuchtend roten Polarlichter aus der Nähe zu sehen, wird einfach umwerfend sein!

Dieser Artikel wurde ursprünglich von veröffentlicht das Universum heute. Lies das Der Originalartikel.