«Джеймс Уэбб» нашёл два источника CO₂ на спутниках Урана, решив 40-летнюю загадку
Материал подготовлен искусственным интеллектом на основе нескольких источников — ссылки на оригиналы приведены ниже.
Космический телескоп «Джеймс Уэбб» выявил два источника углекислого газа на четырёх крупнейших спутниках Урана. Наблюдения сентября 2023 года показали концентрацию CO₂ на ведомых полушариях из-за радиации магнитосферы, а карбонаты и клатраты на ведущих полушариях указывают на внутреннее происхождение. Результаты разрешают 40-летнюю загадку, возникшую после пролёта «Вояджера-2» в 1986 году.
Ключевые факты
- Наблюдения JWST в сентябре 2023 года охватили ведущие и ведомые полушария Ариэль, Умбриэль, Титании и Оберона.
- CO₂ концентрируется на ведомых полушариях, принимающих основной поток заряженных частиц из магнитосферы Урана.
- Внутренние луны Ариэль и Умбриэль значительно богаче CO₂, чем внешние Титания и Оберон.
- Карбонатные минералы и клатраты CO₂, обнаруженные на Ариэль и Умбриэль, требуют жидкой воды и высокого давления, указывая на внутренний источник.
Наблюдения и метод
Группа из Университета Джонса Хопкинса проанализировала наблюдения JWST, выполненные в сентябре 2023 года отдельно для ведущего и ведомого полушарий каждого спутника. Спектрограф телескопа получил доступ к полосе CO₂ на 4,27 микрометра, которую земная атмосфера блокирует для наземных обсерваторий. Пролёт «Вояджера-2» в 1986 году дал снимки каньонов, гладких равнин и возможных следов криовулканизма, но не позволил определить химию поверхности.
Радиолитическое образование на поверхности
CO₂ концентрируется на ведомых полушариях, где электроны, протоны и тяжёлые ионы из магнитосферы Урана бомбардируют водяной лёд и углеродсодержащий материал реголита. Радиолитический синтез создаёт тонкую корку мелкозернистого инея CO₂ поверх более толстого слоя крупнозернистого льда углекислоты с примесью клатратов. Часть CO₂ мигрирует по поверхности в зависимости от сезонного нагрева и скапливается в холодных ловушках в экваториальных широтах.
Свидетельства внутреннего происхождения
На ведущих полушариях, где радиолитическая накачка слабее, JWST зарегистрировал полосу 4,27 микрометра на всех четырёх спутниках. В спектрах Ариэль и Умбриэль проявились линии кристаллического льда CO₂ и широкая полоса на 4,02 микрометра, соответствующая карбонатным минералам, найденным на Церере и спутнике Юпитера Каллисто. Карбонаты образуются при взаимодействии CO₂ с силикатными породами в присутствии жидкой воды, а клатраты обычно формируются под высоким давлением в глубоких недрах. Пространственное распределение карбонатов и клатратов, не привязанное исключительно к ведомым полушариям, требует второго механизма — выхода углекислоты из недр спутников.
1 источник
Время · отставание