Obserwacje przeprowadzone za pomocą orbitalnego Teleskopu Kosmicznego Hubble pozwoliły na zidentyfikowanie możliwej obecności pary wodnej, sublimującej z powierzchni Ganimedesa, jednego z czterech największych księżyców Jowisza i jednocześnie największego księżyca w całym Układzie Słonecznym.
Woda na Ganimedesie jest związana w postaci lodu, ponieważ temperatury na tym księżycu wahają się w zakresie od około -180 stopni Celsjusza do -110 stopni Celsjusza. Jednakże woda w tej postaci może przechodzić bezpośrednio ze stanu stałego w gazowy (sublimować) wchodząc w skład bardzo rzadkiej atmosfery Ganimedesa, która składa się głównie z tlenu. Źródłem tlenu jest również woda – w wyniku oddziaływania promieniowania jej cząsteczki są rozrywane, przy czym powstały przy tym wodór nie jest w stanie utrzymać się atmosferze i bardzo szybko ją opuszcza.
Co więcej, Ganimedes jest księżycem, który zawiera ogromne zasoby wody – szacuje się, że może jej tam być więcej niż znajduje się jej we wszystkich oceanach znajdujących się na Ziemi. I choć obserwacje z orbity pokazały glob pokryty grubą warstwą lodu, to jest bardzo prawdopodobne, że w głęboko pod powierzchniową skorupą znajduje się ogromny wszechocean płynnej wody. Mechanizm utrzymania wszechoceanu jest identyczny jak w przypadku innego dużego księżyca Jowisza – Europy, gdzie także siły pływowe są odpowiedzialne za utrzymanie ciepła wewnątrz tego ciała kosmicznego. Nie jest również wykluczone, że ocean ten pod wpływem bardzo wysokiego ciśnienia może przechodzić w pewnym momencie także w egzotyczną postać ciepłego lodu.
Ganimedes jest również interesującym obiektem ponieważ posiada własne pole magnetyczne. Obserwacje przeprowadzone za pomocą Kosmicznego Teleskopu Hubble (HST) w 1998 roku, za pomocą kamery pracującej w zakresie ultrafioletu ujawniły obecność dwóch pasów wyraźnej aktywności, znajdujących się w pobliżu rejonów polarnych. Aktywność ta oznaczała obecność zjonizowanego gazu – tlenu – a całe zjawisko w swoim mechanizmie jest bardzo podobne do zórz polarnych występujących na Ziemi. Jest to bezpośrednio dowód na obecność pola magnetycznego. Oznacza to, że podobnie jak w przypadku Ziemi, Ganimedes posiada żelazne jądro. Co więcej, obecność zórz jest także bezpośrednim dowodem na istnienie atmosfery, choć w przypadku Ganimedesa jest ona niezwykle rozrzedzona.
NASA, ESA, Lorenz Roth (KTH)
Choć naukowcy wyraźnie zidentyfikowali obecność tlenu w atmosferze Ganimedesa za pomocą rejestracji spektrograficznych, to jednocześnie zwrócili uwagę na obecność dodatkowej sygnatury, którą zinterpretowano jako obecność dodatkowego tlenu w postaci atomowej, a nie cząsteczkowej. Dalsze badania Ganimedesa z użyciem teleskopu Hubble’a przeprowadzono w 2018 roku z użyciem instrumentu COS (Cosmic Origins Spectrograph), jednocześnie wykorzystano archiwalne dane z lat 1998-2010 uzyskane za pomocą wcześniejszego urządzenia STIS (Space Telescope Imaging Spectrograph). To właśnie STIS ujawnił obecność zórz polarnych na Ganimedesie.
W 2018 roku bowiem rozpoczęto program obserwacji systemu Jowisza z użyciem teleskopu HST, będący wsparciem dla realizowanej misji kosmicznej Juno. Zespół pod kierownictwem Lorenza Rotha z Królewskiego Instytutu Technologicznego w Sztokholmie miał za zadanie wykonać pomiary ilości atomowego tlenu w atmosferze Ganimedesa. Co ciekawe, badania wykazały, że tlen w postaci atomowej praktycznie nie występuje w atmosferze tego księżyca. Zespół skupił się zatem na innym wyjaśnieniu emisji widocznych na obrazach z zakresie ultrafioletowym i ostatecznie doszedł do wniosku, że za odkryte emisje może być odpowiedzialna para wodna. Co prawda cała woda jest związana na Ganimedesie w postaci lodu wodnego, jednakże w pobliżu równika, gdzie kąt padania promieni słonecznych jest niemal prostopadły w czasie lokalnego południa, powierzchnia lodu może nagrzewać się wystarczająco by uwalniać parę wodną bezpośrednio do otoczenia przez sublimację. Obrazy ultrafioletowe wydają się potwierdzać istnienie takiego mechanizmu.
NASA’s Goddard Space Flight Center
Odkrycie może zostać potwierdzone bezpośrednio dzięki planowanej, europejskiej misji kosmicznej JUICE (Jupiter Icy Moons Explorer), pierwszej z nowej klasy dużych misji naukowych, planowanych w programie na lata 2015-2025. Docelowo misja JUICE ma przez trzy lata obserwować trzy największe księżyce w układzie Jowisza, ze szczególnym uwzględnieniem Ganimedesa. Start misji zaplanowany jest na przyszły rok, wejście na orbitę Jowisza powinno mieć miejsce w 2029 roku.
(NASA)
