Europa's Lyman-Alpha Shadow on Jupiter
| Autor: | Ferm, Johan |
|---|---|
| Jazyk: | angličtina |
| Rok vydání: | 2020 |
| Předmět: | |
| Druh dokumentu: | Text |
| Popis: | Europa is one of the most interesting satellites in the solar system in the search ofextra-terrestrial life, as it harbours an interior water ocean under its icy surface. Watervapour in Europa’s atmosphere has been previously observed, suggesting water plumeeruptions from the surface. These plumes could potentially originate from the subsurfaceocean, and as such contain ocean constituents that can be examined in orbit. Twoobservations of Europa’s far-ultraviolet shadow on Jupiter were made by the HubbleSpace Telescope in 2018 and 2019. It was observed in Lyman-α (1 216 Å), a spectral lineof hydrogen. This study investigates the imaged Lyman-α shadow in search of potentialplumes at the shadow limb. Examining the shadow instead of the moon itself is a newmethod of remotely studying the Europan atmosphere. Forward modelling is applied tocreate artificial images that are compared to the observations. Any anomalies aroundthe shadow limb are then analysed and evaluated for their statistical significance. Twonoteworthy outliers are found at the limb (one on each occasion) corresponding to H2Oline of sight column densities of 3.07×1017 cm−2 and 4.72×1016 cm−2, for the 2018 and2019 observation, respectively. They are not significant however, as they lie within threestandard deviations from the expected value (< 3σ). An upper limit on what columndensity is detectable in the data is computed, yielding 6.71×1016 cm−2 (using only 2019data due to a weak signal on the 2018 occasion). A constraint on the maximum possibleH2O column density at Europa is thus provided. The new method is shown to be usefulfor the intended purpose and could potentially be applied on other icy moons. Europa är ett av solsystemets mest intressanta objekt i jakten på utomjordiskt liv, dådet finns ett hav av vatten under månens isiga yta. Vattenånga har tidigare observeratsi Europas atmosfär, vilket kan tyda på vattenplymer som skjuts ut från ytan i kraftigautbrott. Dessa plymer kan möjligtvis ha sitt ursprung i månens inre hav, de kandärför möjliggöra en analys av havsvattnets beståndsdelar i omloppsbana. Europasultravioletta skugga på Jupiter observerades vid två tillfällen 2018 och 2019, av HubbleSpace Telescope. Observationerna gjordes i Lyman-α (1 216 Å), en spektrallinje hos väte.Denna studie undersöker den avbildade skuggan i Lyman-α för att söka efter potentiellavattenplymer vid skuggans rand. Att undersöka skuggan istället för själva månen är en nymetod för att studera Europas atmosfär genom fjärranalys. Metoden forward modellinganvänds för att skapa artificiella bilder, som jämförs med observationerna. Eventuellaavvikelser som hittas runt skuggans rand analyseras sedan och deras statistiska signifikansutvärderas. Två anmärkningsvärda avvikelser kan hittas vid randen (en vid varjeobservationstillfälle), som motsvarar H2O-kolumndensiteter på 3.07 × 1017 cm−2 och4.72 × 1016 cm−2, för 2018-observationen respektive 2019-observationen. Densiteternaär dock inte signifikanta, då de ligger inom tre standardavvikelser från deras förväntadevärden (< 3σ). Istället beräknas en övre gräns för vilken kolumndensitet som kandetekteras i datan, vilket ger 6.71 × 1016 cm−2 (där endast 2019-data används på grundav en svag signal hos 2018-observationen). Den högsta möjliga H2O-kolumndensitetenkan således begränsas. Den nya metoden visar sig vara användbar för det tänkta syftetoch kan eventuellt appliceras på andra ismånar. |
| Databáze: | Networked Digital Library of Theses & Dissertations |
| Externí odkaz: |
|