Телескоп James Webb знайшов на Каллісто сліди вуглекислого газу та льоду

Міжнародна команда астрономів під керівництвом Марії Камарки з Каліфорнійського технологічного інституту використала інструмент NIRSpec телескопа James Webb для детального вивчення Каллісто — супутника Юпітера, який досі вважався найспокійнішим серед галілеєвих. Спостереження охопили задню півкулю, ударний басейн Асгард та область Валгалла — найбільшу багатокільцеву ударну структуру в Сонячній системі.

Спектральний аналіз показав наявність кристалів водяного льоду, які дають сигнал на довжині хвилі 3,1 мкм. На передній півкулі лід концентрується переважно в яскравих басейнах Валгалла й Асгард, а також у молодих кратерах Лофн і Геймдалл — там, де давні удари оголили свіжіший матеріал. На задній півкулі розподіл льоду менш однорідний: сигнал слабшає біля екватора та посилюється на вищих широтах, утворюючи візерунок, схожий на мішень. Науковці припускають, що таку картину формує плазма з магнітосфери Юпітера, яка бомбардує поверхню та змінює структуру льоду.

Окремою знахідкою став сигнал на 4,25 мкм, характерний для замерзлого вуглекислого газу. На задній півкулі твердий CO2 концентрується ближче до центру диска — протилежно до водяного льоду. Така антикореляція може свідчити, що випромінювання частинок перетворює водяний лід і багаті вуглецем зерна на CO2. На передній півкулі найсильніший сигнал вуглекислого газу зафіксовано біля молодих кратерів Лофн і Геймдалл. Ці поклади, ймовірно, утворилися внаслідок самих ударів і можуть бути найбільшим відомим резервуаром CO2 на Каллісто, не пов'язаним із радіацією.

Телескоп також виявив надзвичайно слабку й неоднорідну атмосферу, що переважно складається з CO2. Найбільшу концентрацію газу зафіксували поблизу басейну Валгалла, хоча ця область не збігається ані з найбільшими запасами твердого CO2, ані з найтеплішими ділянками. Подібна картина спостерігається й на інших крижаних супутниках, зокрема Ганімеді.

Ще одна спектральна особливість на 4,57 мкм може вказувати на сполуки, що містять вуглець і азот. На Каллісто цей сигнал значно сильніший, ніж на інших галілеєвих супутниках. За однією з гіпотез, нерегулярні супутники Юпітера постачають пил на передню півкулю Каллісто, де багаті азотом мінерали реагують із місцевим вуглецевим матеріалом, утворюючи органічні сполуки.