Το Herschel συνδέει το νερό στον Δία με πρόσκρουση κομήτη

Κατά τη θεαματική σύγκρουση διάρκειας μιας εβδομάδας, μια σειρά από 21 θραύσματα του κομήτη σφυροκόπησε το νότιο ημισφαίριο του Δία, αφήνοντας σκοτεινά σημάδια στην ατμόσφαιρα του πλανήτη που παρέμειναν για αρκετές εβδομάδες.

Το αξιοσημείωτο συμβάν αποτελεί την πρώτη άμεση παρατήρηση μιας εξωγήινης σύγκρουσης στο Ηλιακό Σύστημα. Την παρακολούθησαν σε όλο τον κόσμο ερασιτέχνες και επαγγελματίες αστρονόμοι με πολλά επίγεια τηλεσκόπια καθώς και με το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble της NASA / ESA.

Το Υπέρυθρο Διαστημικό Παρατηρητήριο της ESA άρχισε να λειτουργεί το 1995 και ήταν το πρώτο που εντόπισε και μελέτησε το νερό στην ανώτερη ατμόσφαιρα του Δία. Υπήρχε διάχυτη η πεποίθηση ότι ο κομήτης Shoemaker-Levy 9 ίσως να ήταν η προέλευση αυτού του νερού, αλλά η άμεση απόδειξη έλειπε. Οι επιστήμονες ήταν σε θέση να αποκλείσουν την ύπαρξη μιας εσωτερικής πηγής, όπως για παράδειγμα την περίπτωση το νερό να αναβλύζει από βαθύτερα στρώματα της ατμόσφαιρας του πλανήτη, διότι δεν είναι δυνατόν οι υδρατμοί να περάσουν μέσα από την "ψυχρή παγίδα" που διαχωρίζει την στρατόσφαιρα από το ορατό στρώμα νέφους που βρίσκεται παρακάτω στην τροπόσφαιρα.

Συνεπώς, το νερό στην στρατόσφαιρα του Δία θα πρέπει να είχε εξωτερική προέλευση. Ωστόσο ο προσδιορισμός της προέλευσής του έπρεπε να περιμένει περισσότερο από 15 χρόνια, μέχρι να χρησιμοποιηθεί το Herschel με τα ευαίσθητα υπέρυθρα μάτια του για να χαρτογραφήσει την κάθετη και οριζόντια κατανομή της χημικής υπογραφής του νερού.

Από τις παρατηρήσεις του Herschel διαπιστώθηκε ότι υπήρχε 2-3 φορές περισσότερο νερό στο νότιο ημισφαίριο του Δία από οτι στο βόρειο ημισφαίριο, με το μεγαλύτερο μέρος του να συγκεντρώνεται γύρω από τις περιοχές που επλήγησαν από τον κομήτη το 1994. Επιπλέον, το νερό βρίσκεται μόνο σε μεγάλα υψόμετρα.

"Μόνο το Herschel ήταν σε θέση να παράσχει την ευαίσθητη φασματική απεικόνιση που χρειαζόταν ώστε να βρεθεί ο χαμένος κρίκος μεταξύ του νερού του Δία και του αντίκτυπου της σύγκρουσης το 1994 με τον κομήτη Shoemaker-Levy 9", λέει ο Thibault Cavalie του Εργαστηρίου Αστροφυσικής του Μπορντό επικεφαλής συγγραφέας της δημοσιευμένης εργασίας στο περιοδικό Astronomy and Astrophysics.

"Σύμφωνα με τα μοντέλα μας, έως και το 95% του νερού στη στρατόσφαιρα οφείλεται στις επιπτώσεις της σύγκρουσης με τον κομήτη."

Μια άλλη πιθανή πηγή του νερού θα ήταν μια σταθερή βροχή από μικρά διαπλανητικά σωματίδια σκόνης πάνω στο Δία. Όμως, στην περίπτωση αυτή, το νερό θα έπρεπε να ήταν κατανεμημένο ομοιόμορφα σε όλον τον πλανήτη και θα έπρεπε να φιλτράρεται στα χαμηλότερα υψόμετρα.

Επίσης, ένα από τα παγωμένα φεγγάρια του Δία θα μπορούσε να έχει παραδώσει το νερό στον πλανήτη μέσω ενός γιγαντιαίου διαύλου ατμού όπως είχε παρατηρήσει το Herschel από το φεγγάρι Εγκέλαδος του Κρόνου, αλλά κι αυτό έχει αποκλειστεί. Κανένα από τα μεγάλα φεγγάρια του Δία δεν βρίσκεται στο σωστό μέρος για να παράσχει νερό στις περιοχές που έχει παρατηρηθεί.

_{Συνεχίστε το διάβασμα παρακάτω}

Τέλος, οι επιστήμονες ήταν σε θέση να αποκλείσουν οποιαδήποτε σημαντική συμβολή από πρόσφατες μικρές προσκρούσεις που παρατηρήθηκαν από ερασιτέχνες αστρονόμους το 2009 και το 2010, μαζί με τις τοπικές μεταβολές στη θερμοκρασία της ατμόσφαιρας του Δία.

Ο Shoemaker-Levy 9 είναι ο μόνος πιθανός ένοχος.

"Και οι τέσσερις πλανήτες γίγαντες στο εξωτερικό ηλιακό σύστημα έχουν νερό στις ατμόσφαιρες τους, αλλά μπορεί να υπάρχουν τέσσερα διαφορετικά σενάρια για το πώς το απέκτησαν", λέει ο Δρ.Cavalie. "Για τον Δια, είναι σαφές ότι ο Shoemaker-Levy 9 είναι μακράν η κυρίαρχη πηγή, ακόμη και αν άλλες εξωτερικές πηγές μπορούν επίσης να συμβάλλουν."

"Χάρη στις παρατηρήσεις του Herschel, έχουμε συνδέσει τώρα μια μοναδική πρόσκρουση κομήτη - η οποία παρατηρήθηκε σε πραγματικό χρόνο και αιχμαλώτισε τη φαντασία του κοινού – με το νερό στον Δία επιλύοντας ένα μυστήριο που ήταν άλυτο για σχεδόν δύο δεκαετίες", προσθέτει ο Göran Pilbratt, επιστήμονας του έργου Herschel της ESA.

Οι παρατηρήσεις που έγιναν στην παρούσα μελέτη προδιαγράφουν εκείνα που σχεδιάζονται για τη μελλοντική αποστολή της ESA Jupiter Icy moons Explorer που θα εκτοξευθεί προς το σύστημα του Δία το 2022, όπου θα χαρτογραφήσει την κατανομή των ατμοσφαιρικών συστατικών του Δία με ακόμα μεγαλύτερη λεπτομέρεια.

Σημειώσεις για Συντάκτες

"The spatial distribution of water in the stratosphere of Jupiter from Herschel-HIFI and –PACS observations", από T.Cavalié et al. εκδόθηκε στο Astronomy & Astrophysics,553, A21, Μάιος 2013.

Οι παρατηρήσεις έχουν ληφθεί στα πλαίσια του προγράμματος Herschel Guaranteed Time Key Programme "Water and related chemistry in the Solar System". Οι παρατηρήσεις HIFI ελήφθησαν τον Ιούλιο του 2010 και οι παρατηρήσεις PACS έγιναν τον Οκτώβριο του 2009 και το Δεκέμβριο του 2010.  Τα αποτελέσματα εμπλουτίστηκαν με στοιχεία για την θερμοκρασία της στρατόσφαιρας του Δία που ελήφθησαν στο Infrared Telescope Facility (τις εγκαταστάσεις του τηλεσκοπίου υπερύθρου) της NASA κατά τη διάρκεια της ίδιας περιόδου.

Το Herschel είναι ένα διαστημικό παρατηρητήριο της ESA με επιστημονικά μέσα που προβλέπονται από τις κοινοπραξίες Principal Investigator υπό ευρωπαϊκή ηγεσία και με σημαντική συμμετοχή από τη NASA.

Για περισσότερες πληροφορίες παρακαλούμε επικοινωνήστε:

Markus Bauer
ESA Science and Robotic Exploration Communication Officer
Tel: +31 71 565 6799
Mob: +31 61 594 3 954
Email: markus.bauer@esa.int

Thibault Cavalié
Laboratoire d’Astrophysique de Bordeaux (joint research unit of the CNRS-INSU and University Bordeaux, France)
Tel: +33 5 57 77 61 24
Email: cavalie@obs.u-bordeaux1.fr

Göran Pilbratt
ESA Herschel Project Scientist
Tel: +31 71 565 3621
Email: gpilbratt@rssd.esa.int