Le télescope spatial Webb détecte un flux de colonne d’eau de 6 000 milles depuis la lune Encelade de Saturne

Vue d’artiste du vaisseau spatial Cassini volant à travers des panaches émanant du pôle sud de la lune Encelade de Saturne. Tout comme les geysers, ces panaches expulsent un mélange de vapeur d’eau, de grains de glace, de sels, de méthane et d’autres molécules organiques. Crédit : NASA/JPL-Caltech

L’interaction entre les pôles de la lune et le système d’anneaux de Saturne a été explorée à l’aide de Webb

Encelade – une petite lune gelée[{ » 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.

Des chercheurs utilisant le télescope spatial James Webb de la NASA ont récemment découvert un panache émergeant du pôle sud de la lune qui fait plus de 20 fois la taille de la lune elle-même. Cette animation montre comment les panaches d’eau de la lune alimentent le tore de la planète. En analysant les données de Webb, les astronomes ont déterminé qu’environ 30 % de l’eau reste à l’intérieur de ce tore et que les 70 % restants s’échappent pour fournir de l’eau au reste du système de Saturne. Crédit : Leah Hostak (STScI), NASA, ESA, CSA, Geronimo Villanueva, Alyssa Pagan (STScI)

« Quand je regardais les données, au début, je pensais que je devais me tromper. C’était assez horrible de détecter une colonne d’eau de plus de 20 magnitudes », a déclaré l’auteur principal Geronimo Villanueva du Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, Maryland Deux fois la taille de la Lune. » « La colonne d’eau s’étend bien au-delà de sa zone de lancement antarctique. »

La longueur de la colonne n’était pas la seule caractéristique qui a piqué l’intérêt des chercheurs. Le débit de vapeur d’eau, environ 79 gallons par seconde, est également impressionnant. À ce rythme, vous pourriez remplir une piscine olympique en seulement deux heures. En comparaison, le faire avec un tuyau d’arrosage au sol prendrait plus de deux semaines.

le[{ » 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.

Le télescope spatial James Webb utilisera un instrument innovant appelé unité de terrain intégrée (IFU) pour capturer des images et des spectres en même temps. Cette vidéo fournit un aperçu de base du fonctionnement de l’IFU. Crédit : NASA, ESA, CSA et L. Hustak (STScI)

« L’orbite d’Encelade autour de Saturne est relativement rapide, seulement 33 heures. En orbite autour de Saturne, la lune et ses jets crachent essentiellement de l’eau, laissant derrière eux un halo, comme un beignet. » « Dans les notes de Webb, non seulement le panache était énorme, mais il y avait de l’eau absolument partout. »

Décrit comme un tore, ce mystérieux beignet d’eau qui apparaît « tout autour » se trouve au même endroit avec l’anneau extérieur et le plus large de Saturne – le « e-ring » dense.

Les observations de Webb illustrent directement comment les panaches de vapeur d’eau sur la Lune alimentent la torpille. En analysant les données de Webb, les astronomes ont déterminé qu’environ 30 % de l’eau reste à l’intérieur de ce tore, et que les 70 % restants s’infiltrent pour alimenter le reste du système saturnien en eau.

Dans les années à venir, Webb servira de principal instrument d’observation pour la lune océanique Encelade, et les découvertes de Webb aideront à informer les futures missions satellites du système solaire qui étudieront la profondeur de l’océan souterrain, l’épaisseur de la croûte glacée, et plus encore. .

La sensibilité remarquable du télescope spatial James Webb de la NASA et des instruments hautement spécialisés révèlent des détails sur la façon dont l’une des lunes de Saturne fournit de l’eau à l’ensemble du système planétaire annelé. Encelade, un candidat de choix dans la recherche de vie ailleurs dans notre système solaire, est une petite lune d’environ quatre pour cent de la taille de la Terre. De nouvelles images de NIRSpec (Near Infrared Spectrometer) sur Webb ont révélé un écoulement de vapeur d’eau du pôle sud d’Encelade, s’étendant sur plus de 20 fois la taille de la lune elle-même. L’unité de terrain intégrée (IFU) à bord de NIRSpec a également fourni un aperçu de la façon dont l’eau d’Encelade alimente le reste de son environnement environnant.
Encelade orbite autour de Saturne en seulement 33 heures, et ce faisant, elle projette de l’eau et laisse derrière elle un tore – ou « beignet » – de matière dans son sillage. Cet épisode est représenté dans le diagramme du haut en bleu clair.
L’IFU de Webb est une combinaison d’une caméra et d’un spectrophotomètre. Pendant la surveillance IFU, l’instrument capture une image du champ de vision avec les spectres individuels de chaque pixel dans le champ de vision. Les observations de l’IFU permettent aux astronomes d’étudier comment les propriétés – dans ce cas la composition – varient d’un endroit à l’autre sur une région de l’espace.
La sensibilité unique de l’IFU de Webb a permis aux chercheurs de détecter plusieurs lignes d’eau émergeant du tore autour d’Encelade et du panache lui-même. Cette collecte simultanée de spectres de l’arbre et de l’anneau a permis aux chercheurs de mieux comprendre leur relation étroite. Dans ce spectre, les lignes blanches sont les données de Webb, et les modèles les mieux adaptés aux émissions d’eau sont superposés dans différentes couleurs : violet pour le panache, vert pour la région centrale de la lune elle-même et rouge pour l’anneau environnant.
Crédit : Geronimo Villanueva (NASA-GSFC), NASA, ESA, CSA, STScI, Leah Hostack (STScI)

« À l’heure actuelle, Webb fournit un moyen unique de mesurer directement l’évolution et le changement de l’eau au fil du temps à travers le panache massif d’Encelade, et comme nous le voyons ici, nous ferons même de nouvelles découvertes et en apprendrons davantage sur la composition de l’océan sous-jacent,  » a ajouté la co-auteur Stephanie Milam de la NASA Goddard. « En raison de la couverture et de la sensibilité des longueurs d’onde de Webb, et de ce que nous avons appris des missions précédentes, nous avons une toute nouvelle opportunité devant nous. »

Les observations d’Encelade par Webb ont été réalisées dans le cadre du programme Guaranteed Time Observation (GTO) 1250. L’objectif initial de ce programme est de démontrer les capacités de Webb dans un domaine scientifique spécifique et d’ouvrir la voie à de futures études.

a déclaré Heidi Hamel de l’Association des universités pour la recherche en astronomie, scientifique interdisciplinaire Webb et responsable du programme GTO.

Les conclusions de l’équipe ont récemment été acceptées pour publication dans astronomie naturelle Le 17 mai.

Référence : « JWST Molecular Mapping and Characterization of the Water Column on Encelade that Feeds Its Torus » par G.L. Villanueva, HB Hammel, SN Milam, V. Kofman, S. Faggi, CR
Glein, R. Cartwright, L. Roth, KP Hand, L. Paganini, J. Spencer, J. Stansberry, B. Holler, N. Rowe-Gurney, S. Protopapa, G. Strazzulla, G. Liuzzi, G. Cruz – Mermi, Mohamed El Motamad, Mohamed Hedman et K. religieux, acceptable, astronomie naturelle.
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En tant que premier observatoire scientifique spatial au monde, le télescope spatial James Webb résoudra les mystères de notre système solaire, regardera au-delà des mondes lointains autour d’autres étoiles et sondera des structures mystérieuses, les origines de l’univers et notre place dans celui-ci. Webb est un programme international mené par la NASA avec son partenaire l’ESA (Agence spatiale européenne) et l’ASC (Agence spatiale canadienne).