С помощью зонда Juno на Ганимеде были обнаружены соли и органические вещества

С помощью измерений прибора JIRAM (Jovian InfraRed Auroral Mapper), установленного на борту зонда НАСА Juno, исследователи изучили состав поверхности спутника Юпитера — Ганимеда. Они обнаружили присутствие минеральных солей и органических соединений.

Полученный результат подтверждает результаты предыдущих спектроскопических наблюдений, проведенных зондами НАСА Galileo, Хаббл и Very Large Telescope. Они позволили предположить наличие солей и органики, но пространственное разрешение было слишком низким для правильного определения.

Открытие JIRAM

JIRAM, финансируемый и поддерживаемый Итальянским космическим агентством, был построен компанией Finmeccanica, а теперь это компания Leonardo. Его научные операции осуществляются под руководством INAF в Риме. Его основная цель — характеристика полярных сияний Юпитера и углубленное изучение метеорологии Юпитера. Тем не менее этот инструмент также используется для получения информации о поверхности галилеевых спутников: Ио, Европы, Ганимеда и Каллисто.

7 июня 2021 года Juno пролетел над Ганимедом на минимальной высоте 1046 км. Вскоре после момента максимального сближения прибор JIRAM получил изображения и инфракрасные спектры поверхности спутника. То есть он отслеживал химические отпечатки материалов по тому, как они отражают свет.

Данные, полученные во время пролета, достигли беспрецедентного для инфракрасной спектроскопии пространственного разрешения — более 1 км на пиксель. Благодаря этому ученым «Юноны» удалось обнаружить и проанализировать уникальные спектральные характеристики материалов, отличных от водяного льда. К ним относятся гидрат хлорида натрия, хлорид аммония, бикарбонат натрия и алифатические альдегиды.

Какие последствия это имеет?

Федерико Този, первый автор статьи и научный сотрудник INAF в Риме, пояснил, что присутствие аммонийных солей говорит о том, что Ганимед в процессе своего формирования накапливал материалы, достаточно холодные для конденсации аммиака. Аналогичным образом, присутствие карбонатных солей объясняется первоначальным накоплением льда, богатого углекислым газом.

Как и на Земле и других планетарных телах, таких как Энцелад, Европа и Церера, присутствие натрия в определенных местах свидетельствует о взаимодействии жидкой воды с каменистым материалом. Это взаимодействие могло произойти на ранних этапах истории Ганимеда, когда смеси льда и породы подверглись плавлению и вода и другие первичные летучие вещества отделились от пород. Альдегиды, играющие важную роль в качестве пребиотических молекул-предшественников, могли присутствовать в древней гидротермальной среде.

Во время пролета в июне 2021 года JIRAM проанализировал узкий диапазон широт — от 10 до 30 градусов северной широты — и более широкий диапазон долгот — от -35 до 40 градусов восточной долготы — в полушарии, обращенном к газовому гиганту. При этом Juno пролетал над различными геологическими объектами: светлыми участками, изборожденными разломами, темными участками и ударными кратерами.

Откуда берутся эти соединения?

Анализ данных JIRAM привел ученых к выводу, что химический состав поверхности Ганимеда сильно варьируется в зависимости от типа грунта. «Более высокое содержание солей и органики не обязательно наблюдается только в темных грунтах, но и в некоторых светлых грунтах на разломах«, — пояснил Този, — «хотя и с различиями в составе между разными разломами«.

Пространственное распределение этих солей и органики позволяет предположить, что их происхождение эндогенное, т.е. они поднимаются на поверхность из подповерхностного океана. Кроме того, их связь с геологическими особенностями исследуемого района позволяет предположить, что эти соединения являются остатками интенсивного обмена между жидкой водой и каменистой мантией, происходившего до определенного момента в истории спутника.

«Исследование демонстрирует сложность химического состава, происходящего на поверхности Ганимеда«, — говорит Кристина Плейнаки, научный сотрудник проекта JIRAM компании ASI. Эти результаты JIRAM предвосхищают результаты измерений, которые будут проведены с помощью прибора MAJIS миссии JUICE, которая отправилась весной этого года и прибудет в систему Юпитера через восемь лет.

С аннотацией статьи, опубликованной в журнале Nature Astronomy, можно ознакомиться здесь.