|
Каллисто привлекает меньше всего внимания
|
|
|
|
Из четырех галилеевых спутников Юпитера Каллисто привлекает меньше всего внимания. Поверхность Ио постоянно обновляется вулканами. На Европе находится гигантский океан жидкой воды. А Ганимед имеет собственное магнитное поле, которое странным образом взаимодействует со своей родительской планетой. Каллисто, по сравнению с ним, кажется спокойным, с его древней, насыщенной кратерами поверхностью, словно застывшей во времени. Но новые данные, полученные с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST), показывают, что даже этот самый безобидный из четырех главных спутников более активен, чем считалось ранее.
|
|
|
|
Данные, полученные международной группой астрономов во главе с Марией Камаркой из Калифорнийского технологического института, основаны на данных ближнеинфракрасного спектрографа (NIRSpec) телескопа JWST. В статье рассматриваются три основных ракурса Каллисто: его заднее полушарие, гигантский ударный кратер Асгард и вид, центрированный на Вальхалле, крупнейшей многокольцевой ударной структуре в Солнечной системе. Статья недавно была принята к публикации в журнале Planetary Science Journal и доступна на сервере препринтов arXiv.
|
|
|
|
Одной из примечательных особенностей данных был водяной лед. NIRSpec обнаружил «пик Френеля» на длине волны 3,1 мкм, указывающий на наличие кристаллов льда, и нанес его на поверхность спутника с беспрецедентной детализацией. Карта выявила заметное разделение между передним и задним полушариями. На переднем полушарии водяной лед напрямую коррелирует с географическим положением. Яркие ударные кратеры, такие как Вальхалла и Асгард, а также более молодые кратеры, такие как Лофн и Хеймдалль, демонстрируют резкие пики водяного льда там, где древние удары выкопали свежий, более яркий материал, резко контрастирующий с темным альбедо остальной части Каллисто.
|
|
|
|
|
|
|
На задней полусфере, напротив, лед образует отчетливый «мишеневидный» узор. Его сигнатура наиболее слаба вблизи экваториального центра и усиливается по мере приближения к более высоким широтам. Вероятнее всего, этот узор формируется плазмой, бомбардирующей поверхность спутника из магнитосферы Юпитера. Заряженные частицы, составляющие плазму, перемещаются за Каллисто, изменяя при этом структуру его льда.
|
|
|
|
Еще одной четкой спектральной особенностью является спектральная полоса 4,25 мкм — характерная для сухого льда (т.е. замерзшего CO2). Авторы отмечают, что CO2 не должен оставаться стабильным на поверхности Каллисто без какого-либо механизма захвата или пополнения. Но сигнал есть, он очевиден для любого наблюдателя.
|
|
|
|
На задней полусфере твердый CO2 сконцентрирован в центре диска, образуя узор, противоположный узору водяного льда. Фактически, согласно статье, наблюдалась антикорреляция, что подтверждает идею о том, что радиация активно преобразует водяной лед и богатые углеродом частицы в CO2. На ведущем полушарии самый сильный сигнал CO2 был обнаружен вокруг кратеров Лофн и Хеймдалль. Поскольку они относительно молоды, этот осадок, скорее всего, образовался в результате самого удара, что делает его крупнейшим известным резервуаром CO2, не созданным радиацией.
|
|
|
|
CO2 существует не только на поверхности Каллисто. Телескоп JWST обнаружил очень слабую атмосферу, состоящую в основном из CO2, хотя она была крайне неоднородной. Наибольшая концентрация наблюдалась вокруг бассейна Вальхалла, но она не совпадает с наибольшей концентрацией твердого CO2 и не совпадает с областями с самыми высокими температурами. Эта нелогичная картина повторяет ту, что наблюдается на других ледяных спутниках, таких как Ганимед, подчеркивая сложные процессы, которым подвергаются летучие вещества, такие как вода и CO2, и которые мы до сих пор пытаемся точно определить в наших моделях.
|
|
|
|
В данных телескопа JWST обнаружен ещё один интересный признак — чёткая полоса поглощения на длине волны 4,57 мкм. Согласно существующей теории, это вызвано соединениями, содержащими углерод и азот (CN), хотя сигнал на Каллисто заметно сильнее, чем на других галилеевых спутниках. Как именно эти соединения попадают на Каллисто, также является предметом дискуссий, хотя ведущая теория гласит, что другие неправильные спутники системы регулярно осыпают пылью ведущее полушарие Каллисто, где богатые азотом минералы реагируют с природным углеродистым материалом, образуя органические соединения.
|
|
|
|
Очевидно, даже с данными самого мощного космического телескопа нам всё ещё не хватает понимания некоторых фундаментальных процессов, происходящих на этом самом спокойном из галилеевых спутников. Но вскоре мы можем получить более полное представление об этом, поскольку миссия Jupiter Icy Moons Explorer (JUICE) направляется к этой системе. В ходе запланированных пролётов в 2030-х годах JUICE будет использовать свою камеру высокого разрешения и спектрометр для получения более детальных изображений поверхности Каллисто, чем это было возможно ранее. По мере того, как мы будем продолжать изучать этот спутник, это может дать ещё больше информации о различиях между четырьмя наиболее интересными спутниками Солнечной системы.
|
|
|
|
Источник
|
