Artystyczna wizja sondy Cassini przelatującej przez pióropusze wyłaniające się z południowego bieguna Enceladusa, księżyca Saturna. Te pióropusze są podobne do gejzerów i emitują mieszaninę pary wodnej, lodu, soli, metanu i innych cząsteczek organicznych. Źródło: NASA/JPL-Caltech
Webb zbadał związek między tunelami czasoprzestrzennymi Księżyca a systemem pierścieni Saturna
Enceladus – Mały, lodowy księżyc[{” attribute=””>Saturn—is one of the most intriguing objects in the search for signs of life beyond our own planet.
Under a crust of ice lies a global ocean of salty water. Jets, supplied by that ocean, gush from the surface of the moon and feed into the entire system of Saturn. NASA’s James Webb Space Telescope’s long-awaited first look at this ocean world is already revealing staggering new details about the moon — including a plume of water vapor that spouts out more than 20 times the size of the moon itself.
An image from NASA’s James Webb Space Telescope’s NIRSpec (Near-Infrared Spectrograph) shows a water vapor plume jetting from the southern pole of Saturn’s moon Enceladus, extending out more than 20 times the size of the moon itself. The inset, an image from the Cassini orbiter, emphasizes how small Enceladus appears in the Webb image compared to the water plume. Credit: NASA, ESA, CSA, Geronimo Villanueva (NASA-GSFC), Alyssa Pagan (STScI)
Webb Space Telescope Maps Surprisingly Large Plume Jetting From Saturn’s Moon Enceladus
A water vapor plume from Saturn’s moon Enceladus spanning more than 6,000 miles – nearly the distance from Los Angeles, California to Buenos Aires, Argentina – has been detected by researchers using NASA’s James Webb Space Telescope. Not only is this the first time such a water emission has been seen over such an expansive distance, but Webb is also giving scientists a direct look, for the first time, at how this emission feeds the water supply for the entire system of Saturn and its rings.
Enceladus, an ocean world about four percent the size of Earth, just 313 miles across, is one of the most exciting scientific targets in our solar system in the search for life beyond Earth. Sandwiched between the moon’s icy outer crust and its rocky core is a global reservoir of salty water. Geyser-like volcanos spew jets of ice particles, water vapor, and organic chemicals out of crevices in the moon’s surface informally called ‘tiger stripes.’
Previously, observatories have mapped jets hundreds of miles from the moon’s surface, but Webb’s exquisite sensitivity reveals a new story.
Naukowcy korzystający z należącego do NASA Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba niedawno odkryli wypływ z południowego bieguna Księżyca, który jest 20 razy większy niż sam Księżyc. Ta animacja ilustruje sposób, w jaki robaki wodne z Księżyca żywią się planetą Byk. Analizując dane Webba, astronomowie ustalili, że około 30 procent tego torusa to woda, a pozostałe 70 procent dostarcza wodę do systemu Saturna. Źródło: Leah Hustak (STScI), NASA, ESA, CSA, Geronimo Villanueva, Alyssa Pagan (STScI)
„Kiedy spojrzałem na dane, na początku myślałem, że się mylę. To było naprawdę szokujące znaleźć pióropusz wody 20 razy większy od Księżyca” – powiedział główny autor Jeronimo Villanueva z NASA Goddard Space Flight Center w Greenbelt, Maryland. rozciągający się poza jego obszar emisyjny na biegunie.”
Długość kwitnienia nie jest jedyną cechą, która zaintrygowała badaczy. Wydajność pary jest również doskonała przy około 79 galonach na sekundę. W tym tempie basen olimpijski można napełnić w ciągu kilku godzin. Dla porównania, zrobienie tego z wężem ogrodowym na Ziemi zajęłoby ponad 2 tygodnie.
The[{” attribute=””>Cassini orbiter spent over a decade exploring the Saturnian system, and not only imaged the plumes of Enceladus for the first time but flew directly through them and sampled what they were made of. While Cassini’s position within the Saturnian system provided invaluable insights into this distant moon, Webb’s unique view from the Sun-Earth Lagrange Point 2 one million miles from Earth, along with the remarkable sensitivity of its Integral Field Unit (see video below) aboard the NIRSpec (Near-Infrared Spectrograph) Instrument, is offering new context.
Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba będzie wykorzystywał innowacyjny instrument o nazwie Integrated Field Unit (IFU) do jednoczesnego rejestrowania obrazów i widm. Ten film przedstawia podstawowe informacje na temat działania IFU. Źródło: NASA, ESA, CSA i L. Hustak (STScI)
„Orbita Enceladusa wokół Saturna jest stosunkowo szybka, zaledwie 33 godziny. „Obiegając Saturna, księżyc i jego strumienie wypluwają wodę, pozostawiając po sobie halo przypominające pączka” – powiedział Villanueva. „W obserwacjach internetowych nie tylko pióropusz był ogromny, ale wszędzie była po prostu woda”.
Ten mało znany pączek, który pojawia się „wszędzie”, opisany jako Byk, współistnieje z zewnętrznym i najszerszym pierścieniem Saturna – gęstym „pierścieniem E”.
Obserwacje Webba dostarczają bezpośrednich dowodów na to, jak pióropusze pary z Księżyca żywią Byka. Analizując dane Webba, astronomowie ustalili, że około 30 procent tego torusa zawiera wodę, a pozostałe 70 procent opuszcza system Saturna, aby dostarczać wodę.
W nadchodzących latach Webb będzie służyć jako główne obserwatorium oceanicznego księżyca Enceladusa, a odkrycia Webba pomogą informować przyszłe misje satelitarne Układu Słonecznego, które będą badać głębokość oceanu powierzchniowego, grubość skorupy lodowej i nie tylko.
Wyjątkowa czułość i wysoce wyspecjalizowane instrumenty Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba ujawniają szczegóły tego, jak jeden z księżyców Saturna dostarcza wodę do całego układu planety z pierścieniami. Enceladus, mały księżyc wielkości około czterech procent wielkości Ziemi, jest głównym kandydatem do poszukiwania życia w innych częściach naszego Układu Słonecznego. Nowe zdjęcia wykonane przez Webba NIRSpec (widmo w bliskiej podczerwieni) ujawniły obłok pary wyrzucany z południowego bieguna Enceladusa, który rozciąga się ponad 20 razy większy od księżyca. Zintegrowana jednostka terenowa (IFU) na pokładzie NIRSpec dostarczyła również wglądu w to, jak woda z Enceladusa zasila otaczające środowisko.
Enceladus okrąża Saturna w zaledwie 33 godziny i rozpyla wodę, pozostawiając po sobie torus – lub „pączek” – obiekt. Ten torus jest przedstawiony na górnym diagramie w kolorze jasnoniebieskim.
IFU Webba to połączenie kamery i spektrografu. Podczas obserwacji IFU instrument rejestruje obraz pola widzenia z indywidualnym widmem każdego piksela w polu widzenia. Obserwacje IFU pozwalają astronomom badać, jak właściwości – w tym przypadku skład – zmieniają się w przestrzeni w określonym obszarze przestrzeni.
Wyjątkowa czułość IFU Webba pozwoliła naukowcom wykryć większość wody pochodzącej z torusa otaczającego Enceladusa i pióropusz. To jednoczesne zbieranie widm Blooma i Torresa pozwoliło naukowcom lepiej zrozumieć ich bliski związek. W tym widmie białe linie to dane Webba, a najlepiej dopasowane modele emisji wody są nałożone różnymi kolorami – fioletowym dla pióropuszu, zielonym dla jądra Księżyca i czerwonym dla otaczającego go torusa.
Źródło: Geronimo Villanueva (NASA-GSFC), NASA, ESA, CSA, STScI, Leah Hustak (STScI)
„Teraz sieć zapewnia unikalny sposób bezpośredniego pomiaru, jak woda tworzy się i zmienia w czasie w ogromnym pióropuszu Enceladusa, a patrząc tutaj, dokonamy nowych odkryć i dowiemy się więcej o dnie oceanu” – dodał. Stephanie Milam jest współautorką w NASA Goddard. „Ze względu na pokrycie długości fal i czułość sieci oraz to, czego nauczyliśmy się z poprzedniej pracy, mamy przed sobą nowe okno możliwości”.
Obserwacje Enceladusa prowadzone przez Webba zostały zakończone w ramach Projektu 1250 Obserwacji Gwarantowanego Czasu (GTO). Początkowym celem tego projektu jest zademonstrowanie możliwości sieci w określonej dziedzinie nauki i przygotowanie gruntu pod przyszłe badania.
„Ten projekt był w zasadzie dowodem słuszności koncepcji, która budowała laboratorium od lat, i to ekscytujące, że cała ta nauka wyszła już z tak krótkiego czasu obserwacji” – powiedziała Heidi Hammel ze Stowarzyszenia Uniwersytetów Badań. Astronomia, Webb jest interdyscyplinarnym naukowcem i szefem programu GTO.
Wyniki panelu zostały niedawno przyjęte do publikacji Astronomia naturalna 17 maja.
Odniesienie: „Mapowanie molekularne JWST i charakterystyka pióropusza wodnego Enceladusa zasilającego jego torus” GL Villanueva, HB Hammel, SN Milam, V. Goffman, S. Fauci, CR
Kleina, R. Cartwright, L. Roth, K.B. Ręka, l. Paganiniego, J. Spencera, J. Stansberry, B. Holer, N. Rowe-Kurney, S. Protopaba, G. Strassula, G. Liuzzy, G. Cruz-mermi, m. El Moudamid, M. Hedmana i K. Denny, zaakceptowane, Astronomia naturalna.
PDF
Jako wiodące na świecie laboratorium kosmiczne, Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba rozwiąże tajemnice naszego Układu Słonecznego, poza odległymi światami wokół innych gwiazd, aby zbadać tajemnicze struktury i pochodzenie naszego wszechświata oraz jego miejsce w nim. WEB to międzynarodowy projekt prowadzony przez partnerów NASA, ESA.Europejska Agencja Kosmiczna) i CSA (Kanadyjska Agencja Kosmiczna).
