Jüpiter’in Uydusu Ganymede’de İlk Su Buharı Kanıtı

Merkür’den daha büyük olmasına rağmen, Jovian (1) ayı Ganymede güneşlenmeye gidilecek bir yer değildir. Güneş’ten yaklaşık 804 milyon kilometre uzakta bulunan yüzeyindeki su buzu, eksi 184 santigrat  derece  sıcaklıklarda katı halde bulunur.  Bu, buzu kaya kadar sert yapar. Yine de, Ganymede’de öğle saatlerinde buzu su buharına dönüştürmek için Güneş’ten gelen yüklü parçacık yağmuru yeterlidir. Hubble Uzay Teleskobu’nun Ganymede üzerindeki aurora’nın yirmi yıl boyunca yaptığı spektroskopik gözlemler sayesinde, böyle bir kanıt ilk kez bulundu. Auroralar, oksijenin varlığını izlemek için kullanılır ve bu da yüzeyden sıçrayan su moleküllerinin varlığına bağlanır. 

Gökbilimciler ilk kez Jüpiter’in uydusu Ganymede’nin atmosferinde su buharı olduğuna dair kanıtlar buldular. Bu su buharı, ayın yüzeyindeki buz süblimleştiğinde, yani katıdan gaza dönüştüğünde oluşur.

Önceki araştırmalar, güneş sistemindeki en büyük ay olan Ganymede’nin Dünya’nın tüm okyanuslarından daha fazla su içerdiğine dair dolaylı kanıtlar sunmuştu. Bununla birlikte, sıcaklıklar o kadar soğuktur ki, yüzeydeki su donmuş haldedir. Ganymede’nin okyanusu, kabuğun yaklaşık 160 kilometre altında bulunur; bu nedenle, su buharının dışarı sızması için çok derindir.

Gökbilimciler, bu su buharı kanıtını bulmak için son yirmi yılda Hubble gözlemlerini yeniden incelediler.

1998’de, Hubble’ın Uzay Teleskobu Görüntüleme Spektrografı (STIS) , Ganymede’nin ilk ultraviyole (UV) görüntülerini aldı ve iki görüntüde auroral (güneşteki manyetik fırtınaların Dünya’ya ulaşması sonucu kutuplar ve çevresinde gözlemlenen renkli ışımalar) bantlar olarak adlandırılan renkli elektrikli gaz şeritlerini ortaya çıkardı ve Ganymede’nin zayıf bir manyetik alana sahip olduğuna dair daha fazla kanıt sağladı.

Bu UV gözlemlerindeki benzerlikler moleküler oksijenin (O ₂ ) varlığı ile açıklanmıştır .  NASA’nın 2018’deki Juno misyonunu desteklemek için geniş bir gözlem programının parçası olarak, İsveç Stockholm’deki KTH Kraliyet Teknoloji Enstitüsü’nden Lorenz Roth, Hubble ile atomik oksijen miktarını ölçmek için yola çıkan ekibe liderlik etti. Ekibin analizi, iki araçtan gelen verileri birleştirdi: Bu veriler Hubble’ın 2018’deki Kozmik Köken Spektrografı (COS) ve 1998’den 2010’a kadar Uzay Teleskobu Görüntüleme Spektrografından (STIS) arşiv görüntüleri idi.

Şaşırtıcı bir şekilde ve 1998’deki verilerin orijinal yorumlarının aksine, Ganymede’nin atmosferinde neredeyse hiç atomik oksijen olmadığını keşfettiler. Bu, UV aurora görüntülerindeki belirgin farklılıklar için başka bir açıklama olması gerektiği anlamına gelir.

Roth ve ekibi daha sonra UV görüntülerinde auroranın göreli dağılımına daha yakından baktı. Ganymede’nin yüzey sıcaklığı gün boyunca güçlü bir şekilde değişir ve ekvatorun yakınında öğle saatlerinde buz yüzeyinin bazı küçük miktarlarda su moleküllerini serbest bırakmasına  yetecek kadar ısınabilir. Aslında, UV görüntülerinde algılanan farklılıklar, Ganymede’nin  atmosferinde suyun beklendiği yerle doğrudan ilişkilidir.

Roth, “Şimdiye kadar sadece moleküler oksijen gözlemlendi,” diye açıkladı. “Bu, yüklü parçacıklar buz yüzeyini aşındırdığında üretilir. Şu anda ölçtüğümüz su buharı, su buharının sıcak buzlu bölgelerden termal kaçışının neden olduğu buzun katıdan gaza dönüşmesinden kaynaklanmaktadır.”

Bu bulgu, JUpiter ICy moons Explorer’ın kısaltması olan JUICE görevine beklenti katıyor. JUICE, ESA’nın Cosmic Vision 2015-2025 programındaki ilk büyük sınıf misyondur. 2022’de fırlatılması ve 2029’da Jüpiter’e varması planlanan ESA’nın (Avrupa Uzay Ajansı) Juice uydusu , Jüpiter’in ve en büyük üç uydusunun ayrıntılı gözlemlerini yapmak için en az üç yıl harcayacak ve özellikle potansiyel yaşam alanı olarak Ganymede’yi inceleyecektir.

Ganymede, genel olarak buzlu dünyaların doğası, evrimi ve potansiyel yaşanabilirliği, Galileo uyduları (1610 da Galileo tarafından keşfedilen Jüpiter’in dört büyük uydusu) sistemi içinde oynadığı rol ve Jüpiter ile benzersiz manyetik ve plazma etkileşimlerinin analizi için doğal bir laboratuvar sağladığı için seçildi.

Roth, “Sonuçlarımız, JUICE enstrüman ekiplerine, uzay aracının kullanımını optimize etmek için gözlem planlarını geliştirmek için kullanılabilecek değerli bilgiler sağlayabilir” diye ekledi.

Şu anda, NASA’nın Juno uydusu Ganymede’ye yakından bakıyor ve yakın zamanda buzlu ayın yeni görüntülerini yayınladı. . Juno, 2016’dan beri Jüpiter ve Jovian sistemi olarak da bilinen çevresini inceliyor.

Jovian sistemini anlamak ve kökeninden yaşanabilir ortamların olası ortaya çıkışına kadar olan tarihini çözmek, gaz devi gezegenlerin ve uydularının nasıl oluştuğunu ve geliştiğini daha iyi anlamamızı sağlayacaktır. Buna ek olarak, Jüpiter benzeri öte gezegen (Güneş Sistemi’nin dışında ve başka bir yıldızın yörüngesinde bulunan gezegenlere verilen addır.) sistemlerinin yaşanabilirliği hakkında yeni bilgiler sunacaktır.

• Jovian Gezegenleri : Güneş Sistemimizin “ Don Hattı ” nın ötesinde – su, amonyak ve metan gibi uçucu maddelerin donmaya başladığı bölge – dört büyük gezegen bulunur. Bu gezegenler – Jüpiter, Satürn, Uranüs ve Neptün – büyüklük, kütle ve kompozisyon açısından farklılık gösterseler de, hepsi , iç Güneş Sisteminde bulunan karasal gezegenlerden büyük ölçüde farklı olmalarına neden olan belirli özellikleri paylaşırlar .Resmi olarak gaz (ve/veya buz) devleri olarak tanımlanan bu dünyalar aynı zamanda “Jovian gezegenleri” adıyla da anılır. Gaz devi ve dev gezegen gibi terimlerle eşanlamlı olarak kullanılan isim, esasen “Jüpiter benzeri” olan dünyaları tanımlar. 

İlhan Vardar

Kaynak : NASA, ESA Sürüm Kimliği: 2021-033