JWST, Jüpiter’in uydusu Ganymede’ye ayrıntılı bir bakış atıyor

Doğa, düzgünce kapsanan kategorilere ilişkin fikirlerimize uymuyor. Doğadaki pek çok şey, etraflarına çizmeye çalıştığımız çizgileri bulanıklaştırır. Bu, güneş sistemindeki en büyük uydu olan Jüpiter’in uydusu Ganymede için de geçerlidir.

JWST, yüzeyini daha iyi anlamak için bir tür gezegene benzeyen ay olan Ganymede’ye daha yakından baktı.

Ganymede, güneşin etrafında dönmemesi dışında temelde bir gezegendir. Eğer Jüpiter yerine Güneş’in etrafında dönseydi, bir gezegenden farkı olmazdı. Manyetik alan üreten erimiş bir çekirdeğe sahip farklı bir iç yapıya sahiptir. Dünya’nınkine çok benzeyen silikon bir mantoya ve altında derin bir okyanusun bulunduğu karmaşık bir buzlu kabuğa sahiptir. İnce de olsa bir atmosferi var. Aynı zamanda Merkür’den daha büyük ve neredeyse Mars kadar büyük. Yeni bir çalışmanın yazarlarına göre bu, su dünyasının bir arketipidir.

Ancak devasa ayla ilgili tüm bu bilgilere rağmen henüz açıklanmayan ayrıntılar var. Bu özellikle karmaşık yüzeyi için geçerlidir. Yeni bir makalenin yazarları şöyle yazıyor: “Önceki gözlemlere göre, Ganymede’in mevcut yüzey bileşimini oluşturan doğa, köken ve süreçler hakkında birkaç açık soru var.” JWST, bu soruların bazılarının yanıtlarını ortaya çıkaracak gözlem gücüne sahiptir. Ne buldu?

ABD, Avrupa ve Japonya’dan bir araştırmacı ekibi Ganymede’nin yüzeyini JWST’nin NIRSpec ve MIRI cihazlarıyla inceledi. Onların sonuçları şurada Kağıt “JWST/NIRSpec ve MIRI gözlemlerinden Ganymede yüzeyinin bileşimi ve termal özellikleri” başlıklı. Dergide yayımlanacak Astronomi ve Astrofizikve başyazarı LESIA-Observatoire de Paris’ten Fransız gezegen bilim adamları D. Bockelee-Morvan’dır. Şu anda şurada yayınlanıyor: arXiv ön baskı sunucusu.

Ganymede’nin yüzeyinde iki tür arazi hakimdir: oluklu parlak, buzlu araziler ve daha karanlık bölgeler. Parlak bölgeler yüzeyin yaklaşık üçte ikisini kaplar, karanlık bölgeler ise geri kalanını kaplar. Her iki tür de eskidir, ancak karanlık bölgeler daha eskidir ve aynı zamanda oldukça kraterlidir. Bu iki tür birbirine karışmıştır; daha hafif arazi, daha karanlık araziyi keser.

Galileo ve Juno misyonları, yer teleskopları gibi Ganymede’in yüzey kimyasını inceledi. Ancak hala çözülmemiş sorular var. Yazarlar, “Önceki gözlemlere göre, Ganymede’in mevcut yüzey bileşimini oluşturan doğa, köken ve süreçler hakkında hala birkaç açık soru var” diye yazıyor.

Bol miktarda CO var₂ Ganymede’de ama diğer moleküllerde hapsolmuş gibi görünüyor. Bilim adamlarının dikkatini çeken bu tür bir düzenlemedir. CO’yu haritalamak₂ bu diğer moleküllerin ne olduğunu ve durumun nasıl geliştiğini açıklamaya yardımcı olacaktır.

Ganymede’de su buzu var ama şekilsiz buz gibi görünüyor. JWST buzun dağılımını ve özelliklerini haritalandırdı. Ayrıca Ganymede’de 5,9 µm’de yeni tespit edilen bir soğurma bandı var ve JWST bunun kökenlerini belirlemeye yardımcı olabilir.

Ganymede’nin sıcaklık aralığı saf CO anlamına gelir₂ Ay yüzeyinde buzlanma beklenmiyor. JWST gözlemleri bazı CO’nun₂ kütlece sadece %1 olmasına rağmen su buzunda hapsolmuştur. Geri kalanı ise farklı mineraller ve tuzlarda hapsolmuş durumda.

Su buzu söz konusu olduğunda JWST, kutup bölgelerinde doğrudan daha fazla buzun açığa çıktığını buldu. Bu bölgeler, Jüpiter’den gelen enerjik iyonların Ganymede’in yüzeyine ışın saçtığı yerlerdir. Yazarlar, bunun “… mikro-meteoroid bahçeciliği, buz kazma ve iyon ışınlamasının birleşimi” ile açıklanabileceğini yazıyorlar. Bunu, JWST’nin kolayca tespit ettiği daha saf su buzu oluşturan su buharının buz olmayan malzemelerin üzerinde yeniden birikmesi takip ediyor.

Gözlemler, Ganymede’de 5,9 µm’lik absorpsiyon bandının yaygın olduğunu ancak yerel farklılıklar gösterdiğini gösterdi. Araştırmacılar bunun, karbonlu kondritler veya kuyruklu yıldızlar tarafından iletilen çözünmeyen organik materyalden kaynaklandığı ihtimalinin farkındaydı ancak sonuçta bu açıklamayı dışladılar. “Sülfürik asit H’yi hidratlar₂BU YÜZDEN₄ + H₂Yazarlar, “O, 5,9 µm bandını açıklamak için iyi bir aday gibi görünüyor” diye yazıyor.

Bunlar bilim adamlarına çok şey anlatan ayrıntılı sonuçlar ama geri kalanımız için pek bir şey ifade etmiyor. Ancak diğer bulgular daha kolay kavranıyor. Örneğin, Ganymede’in kutupları ile ön ve arka kenarlar arasındaki genel farklardan bazıları. “Kutup bölgelerinin spektral özellikleri, ön ve arka taraflar için çok farklıdır” diye yazıyorlar. “Bu farklılıkların kökenleri araştırılmaya devam ediyor.” Bunun bir kısmı Jüpiter’in uyduları üzerindeki güçlü etkisinden kaynaklanmaktadır.

Jüpiter ile Ganymede arasındaki ilişki bir nevi Güneş ile Dünya arasındaki ilişkiye benzer. Güneşin güneş rüzgarı, Jüpiter’in plazmasının Ganymede’in arka tarafına çarpması gibi, Dünya’nın manyetosferine de çarpıyor. Sadece bu da değil, Ganymede’in manyetik alanı Jüpiter’in manyetik alanıyla etkileşime girerek Jovian aurora’nın oluşmasına yardımcı oluyor.

Ganymede ve Jüpiter karmaşık bir ilişki içindedir ve bu ilişkinin bir kısmı, Jüpiter’in plazmasının ayın kutuplarına çarptığı ve buzu ışınladığı Ganymede’in yüzey kimyasına kadar uzanır. Bu araştırma bu ve diğer yönlere ilişkin anlayışımızı geliştirmiş olsa da, bize aç olduğumuz türden smaç cevaplarını vermiyor. Ama bu bilimdir; her şey şöhret ve manşetlerden ibaret değil.

Ganymede neredeyse bir gezegene benzeyen büyüleyici bir aydır. Muhtemelen Jüpiter’in alt nebulasında kalan malzemeden oluştuğunu biliyoruz, ancak bu milyarlarca yıl önceydi. O günden bu yana pek çok şey oldu ve bu, Dünya’daki tüm okyanusların toplamından daha büyük, sıcak, potansiyel olarak yaşamı destekleyen bir okyanusa sahip, şu anda gördüğümüz ilgi çekici dünyaya yol açtı. Bu JWST gözlemleri şimdiye kadarki en ayrıntılı gözlemlerdir ancak yazarlara göre bunları tamamen yorumlayacak donanıma sahip değiliz. Bunu yaptığımızda muhtemelen daha fazla sürprizle karşılaşacağız.

Yazarlar, “Gözlemsel bir perspektiften bakıldığında, bu JWST araştırması, Ganymede’in yüzey özelliklerinin günlük değişimlerini araştırmak için tasarlanan gözlemlerin beklenmedik süreçleri ortaya çıkarabileceğini gösterdi” diye yazıyor. Ve çoğu zaman olduğu gibi, sonuçlar bu büyüleyici dünyayı anlamaya yönelik bir sonraki girişimimizi bilgilendirecek ve şekillendirecek.

“Bu çalışmada elde edilen sonuçların tamamı, Ganymede’yi daha fazla keşfedecek olan ESA/JUICE misyonundaki Aylar ve Jüpiter Görüntüleme Spektrometresinin (MAJIS) gözlem stratejilerinin optimize edilmesine kesinlikle yardımcı olacaktır.”

Ama beklememiz gerekecek. ESA’nın JUICE misyonu geçen baharda başlatıldı ve 2031 yazında Jüpiter’e ulaşacak. Bu gezegen benzeri uydudan gelecek daha fazla sürprize hazırlanın.