Med hjälp av European Southern Observatory's Very Large Telescope (VLT) i Chile har planetforskare från University of Leicesters School of Physics and Astronomy avslöjat de skarpaste bilderna av de frusna ytorna på två av Jupiters största månar: Europa och Ganymedes.
Bilderna avslöjade en cocktail av kemikalier som utgör de frusna ytorna på Europa och Ganymedes, som erbjuder insikter i processerna som formar den kemiska sammansättningen av dessa massiva månar. Det inkluderar också geologiska egenskaper som de långa sprickliknande linorna som skär över Europas yta.
Ganymedes och Europa är två av de fyra största månarna som kretsar runt Jupiter, gemensamt kallade de galileiska månarna. Medan Ganymedes är den största månen i solsystemet, är Europa relativt lik vår egen Månen.
De nya observationerna producerade ett reflektansspektrum genom att mäta mängden solljus som reflekteras vid olika infraröda våglängder från Europa och Ganymedes ytor. Dessa reflektansspektra analyseras genom att skapa en datormodell som jämför varje observerat spektrum med spektra för olika ämnen som mäts i laboratorier.
Bilderna och spektra av Europa avslöjar det Europas skorpa består huvudsakligen av frusen vattenis med icke-ismaterial som förorenar ytan.
Oliver King från University of Leicester School of Physics and Astronomy sa: "Vi kartlade fördelningen av de olika materialen på ytan, inklusive svavelsyrafrost, som främst finns på den sida av Europa som bombarderas hårdast av gaserna som omger Jupiter."
"Modelleringen fann att det kunde finnas en mängd olika salter närvarande på ytan, men antydde att infraröd spektroskopi i allmänhet inte kan identifiera vilka specifika typer av salt som finns."
Ganymedes studier avslöjar att ytan består av två primära terrängtyper: nyare delar med mycket vattenis och äldre sektioner huvudsakligen gjorda av ett mörkgrått material vars sammansättning är okänd.
Polarlocken och kratrarna på Ganymedes är bland de isiga områdena (blått på bilderna) där en nedslagshändelse har exponerat den nya, rena isen i Ganymedes skorpa. Forskarna undersökte den sannolika fördelningen av olika salter, av vilka några kan komma inifrån Ganymedes själv, och hur storleken på iskornen på Ganymedes varierar över ytan.
Beläget på hög höjd i norra Chile och med speglar över 8 meter är Very Large Telescope en av de mest kraftfulla teleskopanläggningarna i världen.
Oliver King tillägger: "Detta har gjort det möjligt för oss att utföra detaljerad kartläggning av Europa och Ganymedes, och observera särdrag på deras ytor som är mindre än 150 km tvärsöver - allt på avstånd över 600 miljoner kilometer från jorden. Kartläggning i denna fina skala var endast möjlig genom att skicka rymdfarkoster till Jupiter för att observera månarna på nära håll.”
Professor Fletcher sade: "Dessa markbaserade observationer väcker aptiten för vår framtida utforskning av Jupiters månar."
"Planetariska uppdrag verkar under tuffa operativa begränsningar, och vi kan inte täcka all terräng som vi skulle vilja, så svåra beslut måste fattas om vilka områden på månens ytor som förtjänar den närmaste granskning. Observationer i 150 km skala, som de som tillhandahålls av VLT, och i slutändan dess enorma efterföljare ELT (Extremely Large Telescope), hjälper till att ge ett globalt sammanhang för observationerna av rymdfarkosterna."
Tidskriftsreferens:
- Oliver King och Leigh N. Fletcher (2022), Global modellering av Ganymedes ytsammansättning: Near-IR kartläggning från VLT/SPHERE, JGR: Planeter, accepterad. DOI: 10.48550/arXiv.2209.01976
- Oliver King, Leigh N. Fletcher, Nicolas Ligier (2022), Compositional mapping of Europa med MCMC-modellering av Near-IR VLT/SPHERE och Galileo/NIMS-observationer, Planetary Science Journal 3, 72. DOI: 10.3847/PSJ/ac596d
