(Phys.org) — Met behulp van de Hubble-ruimtetelescoop (HST), astronomen hebben een atomaire waterstofcorona gezien rond Jupiters ijzige maan Europa. De ontdekking die ons begrip van Europa's ijle atmosfeer zou kunnen verbeteren, werd op 13 januari gepubliceerd in de Astronomisch tijdschrift .

Europa heeft een dunne atmosfeer die voornamelijk bestaat uit moleculaire zuurstof die wordt gegenereerd door sputteren en radiolyse van het oppervlakte-ijs van de maan door magnetosferische ionen in te slaan. Terwijl moleculaire zuurstof de dichtste component van Europa's atmosfeer is, het sputteren van het oppervlak produceert ook water en moleculaire waterstof met vergelijkbare snelheden als moleculaire zuurstof. Echter, het is bekend dat alleen de niet-condenseerbare moleculaire zuurstof een bijna oppervlaktegebonden atmosfeer opbouwt, terwijl de andere sputterende producten zoals water bevriezen bij contact met het oppervlak of snel ontsnappen aan de zwaartekracht van de maan - wat het geval is met moleculaire waterstof.

Om meer inzicht te krijgen in de aard van de atmosfeer van Europa, een team van astronomen onder leiding van Lorenz Roth van KTH Royal Institute of Technology in Stockholm, Zweden, observeerde deze maan in ultraviolet licht met HST tussen december 2014 en maart 2015. Omdat het meeste ultraviolette licht wordt geabsorbeerd in de atmosfeer, dergelijke waarnemingen zijn niet mogelijk met telescopen op de grond en moeten worden uitgevoerd door ruimteobservatoria zoals Hubble.

De ver-ultraviolette observatiecampagne met HST stelde hen in staat om beelden van Europa te verkrijgen tijdens zijn zes transits van Jupiter en was gericht op het detecteren van gelokaliseerde signalen van waterdamp. Echter, de resultaten van deze waarnemingen bleken nog veelbelovender dan verwacht.

"Het belangrijkste doel van de waarnemingscampagne was het vinden van gelokaliseerde signalen van waterdamp in de ultraviolette waterstofemissie. We vonden een wijdverbreide en homogene wolk van waterstof rond Europa, " vertelde Lorenz aan Phys.org.

Het nieuwe onderzoek bevestigt de overvloed aan waterstof in de atmosfeer van Europa die in eerdere studies was voorspeld. Vooral, de wetenschapper analyseerde de beelden die de atmosferische absorptie van Jupiter's Lyman-alpha-daggloed boven de ledematen van Europa tijdens de transit beperkten. Ze slaagden erin de atomaire waterstofconcentraties in de verlengde corona van de maan te beperken en bovengrenzen voor lokale waterdamp-abundanties af te leiden uit pluimactiviteit.

"De hoeveelheid waterstof die we hebben waargenomen, werd eigenlijk verwacht en is uiteindelijk afkomstig van de erosie van het waterijsoppervlak van Europa, ' zei Lorenz.

Hoewel de onderzoekers de wereldwijde overvloed aan waterstof hebben afgeleid, ze kunnen nog niet bevestigen of de waterstofcorona verandert met de tijd of locatie. Ze suggereren dat een onzekerheid van ongeveer 20 procent van de afgeleide coronale waterstofdichtheid gebaseerd is op de verschillen in het aangepaste ruimtelijke profiel van de achtergronddaggloed.

"De aangepaste dichtheden voor de zes bezoeken variëren met ongeveer 20 procent rond het gemiddelde van 1,85 × 10 ³ cm ⁻³ en de variatie groter is dan de verkregen onzekerheden, suggereert een intrinsieke variabiliteit van de waterstofcorona. We hebben gezocht naar mogelijke verbindingen van de dichtheidsvariabiliteit met veranderingen in de magnetosferische omgeving of de orbitale ware anomalie, maar vind geen duidelijke correlatie, ’ concludeerde het team.

© 2017 Fys.org