Спутник Юпитера Ганимед — самый большой спутник и девятый по величине объект в Солнечной системе. Он может содержать больше воды, чем все океаны Земли, но температура там настолько низкая, что вода на поверхности замерзает, а океан находится примерно на 160 км ниже коры. Тем не менее, там, где есть вода, может быть жизнь, какой мы ее знаем. Идентификация жидкой воды в других мирах имеет решающее значение для поиска обитаемых планет за пределами Земли. И теперь впервые были обнаружены свидетельства наличия сублимированной водной атмосферы на ледяной луне Ганимед.
В 1998 году спектрограф изображения космического телескопа Hubble (STIS) сделал первые ультрафиолетовые снимки Ганимеда, которые выявили особую картину наблюдаемых выбросов из атмосферы луны. Спутник показывал полосы полярных сияний, которые чем-то похожие на авроральные овалы, наблюдаемые на Земле и других планетах с магнитными полями. Таким образом, эти изображения были иллюстративным доказательством того, что Ганимед имеет постоянное магнитное поле. Сходство между двумя ультрафиолетовыми наблюдениями объяснялось присутствием молекулярного кислорода O2. В то время различия объяснялись наличием атомарного кислорода O, который производит сигнал, который влияет на один УФ-цвет больше, чем на другой.
В рамках большой программы наблюдений в поддержку миссии NASA Juno в 2018 году исследователи из Королевского технологического института KTH в Стокгольме, Швеция, сформировали команду, которая намеревалась снимать УФ-спектры Ганимеда с помощью спектрографа космического происхождения Hubble (COS) — прибора для измерения количества атомарного кислорода. Они провели совместный анализ новых спектров, полученных в 2018 году с помощью COS и архивных изображений инструмента STIS за 1998 и 2010 годы. К их удивлению и в отличие от оригинальной интерпретации данных 1998 года, они обнаружили, что атомарного кислорода в атмосфере Ганимеда практически небыло. Это означает, что должно быть другое объяснение очевидных различий между изображениями ультрафиолетовых сияний.
Спустя время команда нашла объяснение в относительном распределении полярных сияний на двух изображениях. Температура поверхности Ганимеда сильно меняется в течение дня, и около полудня около экватора может стать достаточно теплым, чтобы ледяная поверхность высвободила небольшое количество молекул воды. Фактически, воспринимаемые различия между ультрафиолетовыми изображениями напрямую коррелируют с тем, где в атмосфере Луны можно ожидать воду.
Это открытие делает еще более волнительной предстоящую миссию ESA JUpiter ICy Moon Explorer (JUICE) — первую миссию большого класса в программе ESA Cosmic Vision 2015–2025. Запланированный на запуск в 2022 году и прибытие к Юпитеру в 2029 году, он потратит не менее трех лет на подробные наблюдения Юпитера и трех его крупнейших спутников, с особым акцентом на Ганимед как на планетное тело и потенциально обитаемый мир. Ганимед был идентифицирован для детального исследования, поскольку он представляет собой естественную лабораторию для анализа природы, эволюции и потенциальной обитаемости ледяных миров в целом, а также роли, которую он играет в системе галилеевых спутников, а также его уникальных магнитных и плазменных взаимодействий с Юпитером, и его окружении (известное как система Юпитера).
Понимание системы Юпитера и раскрытие ее истории, от ее происхождения до возможного появления пригодной для жизни среды, предоставит нам лучшее понимание того, как формируются и развиваются газовые планеты-гиганты и их спутники. Кроме того, мы надеемся, что будет найдено новое понимание возможности появления жизни в экзопланетных системах, подобных Юпитеру.
