Artist’s impression van het Cassini-ruimtevaartuig dat door pluimen vliegt die oprijzen uit de zuidpool van Saturnusmaan Enceladus. Deze pluimen lijken op geisers en stoten een mengsel uit van stoom, ijs, zouten, methaan en andere organische moleculen. Credits: NASA/JPL-Caltech
De verbinding tussen de wormgaten van de maan en het ringsysteem van Saturnus werd onderzocht door Webb
Enceladus – Een kleine, ijzige maan[{” 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.
Onderzoekers die NASA’s James Webb Space Telescope gebruikten, ontdekten onlangs een uitstroom van de zuidpool van de maan die 20 keer groter is dan de maan zelf. Deze animatie illustreert hoe de waterwormen van de maan zich voeden met de planeet Stier. Door Webb-gegevens te analyseren, hebben astronomen vastgesteld dat ongeveer 30 procent van deze torus water is, terwijl de andere 70 procent water bijdraagt aan het systeem van Saturnus. Credits: Leah Hustak (STScI), NASA, ESA, CSA, Geronimo Villanueva, Alyssa Pagan (STScI)
“Toen ik naar de gegevens keek, dacht ik eerst dat ik het mis had. Het was echt schokkend om een waterpluim te vinden die 20 keer zo groot was als de maan”, zegt hoofdauteur Jeronimo Villanueva van NASA’s Goddard Space Flight Center in Greenbelt. Maryland. zich uitstrekkend buiten het gebied van uitgifte bij de paal.”
Bloeilengte is niet de enige eigenschap die onderzoekers heeft geïntrigeerd. De dampproductie is ook uitstekend met ongeveer 79 gallons per seconde. Aan dit tempo kan een olympisch zwembad in een paar uur worden gevuld. Ter vergelijking: dit zou op aarde met een tuinslang meer dan 2 weken duren.
De[{” 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.
De James Webb Space Telescope zal een innovatief instrument gebruiken, een Integrated Field Unit (IFU) genaamd, om tegelijkertijd beelden en spectra vast te leggen. Deze video geeft een basisoverzicht van hoe IFU werkt. Krediet: NASA, ESA, CSA en L. Hustak (STScI)
“De baan van Enceladus rond Saturnus is relatief snel, slechts 33 uur. “Terwijl het in een baan rond Saturnus draait, spuwen de maan en zijn jets water, waardoor een bijna donutachtige halo in zijn kielzog achterblijft”, zei Villanueva. “Bij webwaarnemingen was niet alleen de pluim enorm, maar er was overal gewoon water.”
Deze obscure donut die ‘overal’ verschijnt, beschreven als Stier, bestaat naast de buitenste en breedste ring van Saturnus – de dichte “E-ring”.
Webb-waarnemingen leveren direct bewijs van hoe de damppluimen van de maan Stier voeden. Door Webb-gegevens te analyseren, hebben astronomen vastgesteld dat ongeveer 30 procent van deze torus water is, en dat de resterende 70 procent het water van het Saturnus-systeem levert.
In de komende jaren zal Webb dienen als het primaire observatorium van de oceaanmaan Enceladus, en de bevindingen van Webb zullen helpen bij het informeren van toekomstige satellietmissies van het zonnestelsel die de diepte van de oppervlakte-oceaan, de dikte van de ijskorst en meer zullen onderzoeken.
De voortreffelijke gevoeligheid en zeer gespecialiseerde instrumenten van NASA’s James Webb Space Telescope onthullen details over hoe een van de manen van Saturnus de watertoevoer naar het hele systeem van de geringde planeet voedt. Enceladus, een kleine maan van ongeveer vier procent van de grootte van de aarde, is een uitstekende kandidaat voor de zoektocht naar leven elders in ons zonnestelsel. Nieuwe beelden van Webb’s NIRSpec (nabij-infraroodspectrum) hebben een damppluim onthuld die uit de zuidpool van Enceladus spuit en meer dan 20 keer zo groot is als de maan. De Integrated Field Unit (IFU) aan boord van NIRSpec gaf ook inzicht in hoe water uit Enceladus zijn omgeving voedt.
Enceladus draait in slechts 33 uur om Saturnus en spuit water, waardoor een torus- of ‘donut’-object in zijn kielzog achterblijft. Deze torus is afgebeeld in het bovenste diagram in lichtblauw.
Webb’s IFU is een combinatie van camera en spectrograaf. Tijdens een IFU-observatie legt het instrument een beeld vast van het gezichtsveld met het individuele spectrum van elke pixel in het gezichtsveld. Met IFU-waarnemingen kunnen astronomen bestuderen hoe eigenschappen, in dit geval de samenstelling, variëren met de ruimte in een ruimtegebied.
Door de unieke gevoeligheid van Webb’s IFU konden de onderzoekers veel van het water detecteren dat afkomstig was van de torus rond Enceladus en de pluim. Deze gelijktijdige verzameling van spectra van Bloom en Torres heeft onderzoekers in staat gesteld hun nauwe relatie beter te begrijpen. In dit spectrum zijn de witte lijnen de gegevens van Webb, en de best passende modellen voor wateremissie zijn bedekt met verschillende kleuren: paars voor de pluim, groen voor de kern van de maan en rood voor de omringende torus.
Credits: Geronimo Villanueva (NASA-GSFC), NASA, ESA, CSA, STScI, Leah Hustak (STScI)
“Nu biedt het web een unieke manier om direct te meten hoe water zich vormt en verandert in de loop van de tijd in de enorme pluim van Enceladus, en terwijl we hier kijken, zullen we nieuwe ontdekkingen doen en meer leren over de oceaanbodem”, voegde hij eraan toe. Stephanie Milam is co-auteur bij NASA Goddard. “Vanwege de golflengtedekking en gevoeligheid van internet en wat we hebben geleerd van eerder werk, hebben we een nieuwe kans voor ons.”
Webb’s observaties van Enceladus werden voltooid onder het Guaranteed Time Observation (GTO) Project 1250. Het oorspronkelijke doel van dit project is om de mogelijkheden van het web op een specifiek gebied van de wetenschap te demonstreren en de weg vrij te maken voor toekomstig onderzoek.
“Dit project is eigenlijk een proof of concept geweest dat het lab jarenlang heeft gebouwd, en het is opwindend dat al deze wetenschap al uit zo’n korte observatietijd is voortgekomen”, zegt Heidi Hammel van de Association of Universities for Research. Astronomy, Webb is een interdisciplinaire wetenschapper en hoofd van het GTO-programma.
De resultaten van het panel zijn onlangs geaccepteerd voor publicatie Natuurlijke astronomie Op 17 mei.
Referentie: “JWST Moleculaire mapping en karakterisering van de waterpluim van Enceladus die zijn torus voedt” GL Villanueva, HB Hammel, SN Milam, V. Goffman, S. Fauci, CR
Klein, R. Cartwright, L. Roth, K.B. Hand, L. Paganini, J. Spencer, J. Stanberry, B. Holler, N. Rowe-Kurney, S. Protopaba, G. Strassulla, G. Liuzzi, G. Cruz-mermi, geh. El Moudamid, M. Hedman en K. Denny, geaccepteerd, Natuurlijke astronomie.
Pdf
Als ’s werelds belangrijkste laboratorium voor ruimtewetenschap zal de James Webb Space Telescope de mysteries van ons zonnestelsel ontrafelen, voorbij de verre werelden rond andere sterren, en de mysterieuze structuren en oorsprong van ons universum en zijn plaats daarin onderzoeken. WEB is een internationaal project onder leiding van NASA’s partner ESA.Europees Ruimteagentschap), en CSA (Canadian Space Agency).
