Das Webb-Weltraumteleskop entdeckt eine 6.000 Meilen lange Wasserfahne, die vom Saturnmond Enceladus ausströmt

Der Zusammenhang zwischen den Wurmlöchern des Mondes und dem Ringsystem des Saturn wurde von Webb erforscht

Enceladus – Ein kleiner, eisiger Mond[{“ 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.

Forscher des James Webb-Weltraumteleskops der NASA haben kürzlich einen Ausfluss vom Südpol des Mondes entdeckt, der 20-mal größer ist als der Mond selbst. Diese Animation zeigt, wie sich die Wasserwürmer des Mondes vom Planeten Stier ernähren. Durch die Analyse von Webb-Daten haben Astronomen festgestellt, dass etwa 30 Prozent dieses Torus aus Wasser bestehen, während die anderen 70 Prozent Wasser zum Saturnsystem beitragen. Bildnachweis: Leah Hustak (STScI), NASA, ESA, CSA, Geronimo Villanueva, Alyssa Pagan (STScI)

„Als ich mir die Daten ansah, dachte ich zunächst, dass ich mich irren müsste. Es war wirklich schockierend, eine Wasserwolke zu finden, die 20-mal so groß wie der Mond ist“, sagte Hauptautor Jeronimo Villanueva vom Goddard Space Flight Center der NASA in Greenbelt. Maryland. erstreckt sich über sein Ausgabegebiet am Pol hinaus.“

Die Länge der Blüte ist nicht das einzige Merkmal, das Forscher fasziniert. Auch der Dampfausstoß ist mit etwa 79 Gallonen pro Sekunde hervorragend. Bei dieser Geschwindigkeit kann ein olympisches Schwimmbecken in ein paar Stunden gefüllt werden. Im Vergleich dazu würde dies mit einem Gartenschlauch auf der Erde über zwei Wochen dauern.

Der[{“ 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.

Das James Webb-Weltraumteleskop wird ein innovatives Instrument namens Integrated Field Unit (IFU) verwenden, um Bilder und Spektren gleichzeitig zu erfassen. Dieses Video gibt einen grundlegenden Überblick über die Funktionsweise der Gebrauchsanweisung. Bildnachweis: NASA, ESA, CSA und L. Hustak (STScI)

„Enceladus‘ Umlauf um Saturn ist relativ schnell, nur 33 Stunden. „Während er den Saturn umkreist, spucken der Mond und seine Jets Wasser aus und hinterlassen einen fast Donut-ähnlichen Halo“, sagte Villanueva. „Bei Netzbeobachtungen war nicht nur die Wolke riesig, es war auch überall Wasser.“

Dieser obskure Donut, der „überall“ auftaucht und als Stier bezeichnet wird, existiert neben dem äußeren und breitesten Ring des Saturn – dem dichten „E-Ring“.

Webb-Beobachtungen liefern direkte Beweise dafür, wie die Dampffahnen des Mondes Taurus ernähren. Durch die Analyse von Webb-Daten haben Astronomen festgestellt, dass etwa 30 Prozent dieses Torus aus Wasser bestehen und die restlichen 70 Prozent für die Wasserversorgung des Saturnsystems bestimmt sind.

In den kommenden Jahren wird Webb als primäres Observatorium für den Ozeanmond Enceladus dienen, und Webbs Erkenntnisse werden dazu beitragen, künftige Satellitenmissionen im Sonnensystem zu unterstützen, die die Tiefe des Oberflächenozeans, die Dicke der Eiskruste und mehr untersuchen werden.

Die außerordentliche Empfindlichkeit und die hochspezialisierten Instrumente des James Webb-Weltraumteleskops der NASA enthüllen Details darüber, wie einer der Saturnmonde die Wasserversorgung für das gesamte System des Ringplaneten liefert. Enceladus, ein kleiner Mond von etwa vier Prozent der Größe der Erde, ist ein Hauptkandidat für die Suche nach Leben anderswo in unserem Sonnensystem. Neue Bilder von Webbs NIRSpec (Nahinfrarotspektrum) haben eine Dampffahne offenbart, die vom Südpol von Enceladus ausströmt und sich über mehr als das 20-fache der Mondgröße erstreckt. Die Integrated Field Unit (IFU) an Bord von NIRSpec lieferte auch Einblicke in die Art und Weise, wie das Wasser von Enceladus seine Umgebung ernährt.
Enceladus umkreist Saturn in nur 33 Stunden, versprüht Wasser und hinterlässt ein Torus- oder „Donut“-Objekt. Dieser Torus ist im oberen Diagramm in Hellblau dargestellt.
Webbs IFU ist eine Kombination aus Kamera und Spektrograph. Während einer IFU-Beobachtung erfasst das Instrument ein Bild des Sichtfelds mit dem individuellen Spektrum jedes Pixels im Sichtfeld. IFU-Beobachtungen ermöglichen es Astronomen zu untersuchen, wie sich Eigenschaften – in diesem Fall die Zusammensetzung – mit dem Raum über einen Raumbereich hinweg ändern.
Die einzigartige Empfindlichkeit von Webbs IFU ermöglichte es den Forschern, einen Großteil des Wassers nachzuweisen, das aus dem Torus um Enceladus und die Wolke stammte. Diese gleichzeitige Sammlung von Spektren von Bloom und Torres hat es Forschern ermöglicht, ihre enge Beziehung besser zu verstehen. In diesem Spektrum sind die weißen Linien Webbs Daten, und die am besten geeigneten Modelle für die Wasseremission sind in verschiedenen Farben überlagert – lila für die Wolke, grün für den Mondkern und rot für den umgebenden Torus.
Bildnachweis: Geronimo Villanueva (NASA-GSFC), NASA, ESA, CSA, STScI, Leah Hustak (STScI)

„Jetzt bietet das Internet eine einzigartige Möglichkeit, direkt zu messen, wie sich Wasser in der riesigen Wolke von Enceladus im Laufe der Zeit bildet und verändert, und wenn wir hier hinschauen, werden wir neue Entdeckungen machen und mehr über den Meeresboden erfahren“, fügte er hinzu. Stephanie Milam ist Co-Autorin bei NASA Goddard. „Aufgrund der Wellenlängenabdeckung und Empfindlichkeit des Internets und der Erkenntnisse aus früheren Arbeiten haben wir ein neues Fenster voller Möglichkeiten vor uns.“

Webbs Beobachtungen von Enceladus wurden im Rahmen des Guaranteed Time Observation (GTO) Project 1250 abgeschlossen. Das ursprüngliche Ziel dieses Projekts besteht darin, die Fähigkeiten des Webs in einem bestimmten Wissenschaftsbereich zu demonstrieren und die Voraussetzungen für zukünftige Forschung zu schaffen.

„Dieses Projekt war im Grunde ein Proof of Concept, mit dem das Labor jahrelang aufgebaut wurde, und es ist aufregend, dass all diese Wissenschaft bereits aus einer so kurzen Beobachtungszeit hervorgegangen ist“, sagte Heidi Hammel von der Association of Universities for Research. Webb ist ein interdisziplinärer Wissenschaftler und Leiter des GTO-Programms.

Die Ergebnisse des Gremiums wurden kürzlich zur Veröffentlichung angenommen Natürliche Astronomie Am 17. Mai.

Referenz: „JWST Molecular Mapping and Characterization of Enceladus‘ Water Plume Feeding His Torus“ GL Villanueva, HB Hammel, SN Milam, V. Goffman, S. Fauci, CR
Klein, R. Cartwright, L. Roth, K.B. Hand, L. Paganini, J. Spencer, J. Stansberry, B. Holler, N. Rowe-Kurney, S. Protopaba, G. Strassulla, G. Liuzzi, G. Cruz-mermi, m. El Moudamid, M. Hedman und K. Denny, akzeptiert, Natürliche Astronomie.
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Als weltweit führendes weltraumwissenschaftliches Labor wird das James Webb-Weltraumteleskop die Geheimnisse unseres Sonnensystems über die fernen Welten um andere Sterne hinaus lüften und die mysteriösen Strukturen und Ursprünge unseres Universums und seinen Platz darin erforschen. WEB ist ein internationales Projekt unter der Leitung des NASA-Partners ESA.Europäische Weltraumorganisation) und CSA (Canadian Space Agency).