De inslag van Shoemaker-Levy 9 in 1994. Credit: Calar Alto Observatory/Max Planck Institute for Astronomy, Heidelberg, Germany
Astronomen hebben direct bewijs gevonden voor het feit dat het meeste water in de stratosfeer van Jupiter afkomstig is van komeet Shoemaker-Levy 9, die in 1994 in botsing is gekomen met de planeet. De resultaten zijn verkregen door spectrografisch onderzoek met de Herschel-ruimtesonde, waarmee de verspreiding van water in de dampkring van Jupiter in kaart is gebracht. Hieruit blijkt dat het zuidelijk halfrond veel waterrijker is dan het noordelijke halfrond.
De herkomst van het water in de buitenste atmosfeer van de gasreuzen is lang een raadsel geweest. Wetenschappers waren nogal verbaasd om water aan te treffen in de stratosfeer van Jupiter, Saturnus, Uranus en Neptunus. Het water in de diepere delen van de atmosfeer heeft een inwendige herkomst, maar waar komt het water in de buitenste atmosfeer vandaan? De stratosfeer van de reuzenplaneten is namelijk bijzonder arm aan zuurstof, waardoor het water aldaar een externe herkomst moet hebben.
Dankzij de Europese Herschel-ruimtesonde is dit vraagstuk stap voor stap beantwoord. In 2011 is uitgewezen dat het water in de stratosfeer van Saturnus afkomstig is van de maan Enceladus. Een jaar later heeft Herschel uitgewezen dat het water in de stratosfeer van Titan (de grootste maan van Saturnus) eveneens afkomstig is van Enceladus. Nu is het de beurt vaan Jupiter.
Stratoferische verspreiding van het water op Jupiter. Credit: Water map: ESA/Herschel/T. Cavalié et al.; Jupiter image: NASA/ESA/Reta Beebe (New Mexico State University)
Met de geavanceerde PACS-spectrometer is de verspreiding van water in de atmosfeer van Jupiter in kaart gebracht. Hieruit blijkt dat het zuidelijke halfrond meer water bevat dan het noordelijke halfrond. PECS heeft echter ook de verticale verspreiding van water bepaald. Hieruit blijkt dat het grootste deel van het water voorkomt bij een druk van minder dan 2 millibars, hetgeen overeenkomt met de hogere delen van de stratosfeer.
De stratosfeer is de atmosferische laag boven de troposfeer. De grens tussen deze twee lagen wordt vaak beschouwd als het ‘oppervlak’ van de planeet (Jupiter heeft immers geen vast oppervlak, dus je moet ergens de grens trekken). De troposfeer fungeert als “koudeval”, waardoor water uit het binnenste onmogelijk in de stratosfeer terecht kan komen (aangezien het water in de troposfeer condenseert en niet langer kan stijgen). Dat betekent dat het water in de stratosfeer een externe bron moet hebben.
Maar wat is deze externe bron dan? Interplanetaire stofdeeltjes vormen ongetwijfeld een deel van de herkomst, maar volgens de onderzoekers moet het grootste deel in een enkele, sporadische gebeurtenis zijn afgeleverd. Komeet Shoemaker-Levy 9 voldoet hier perfect aan.
Bron: European Space Agency
