De James Webb Space Telescope (JWST) heeft nieuwe inzichten verschaft in de geologische en chemische samenstelling van Callisto, een van de vier Galileïsche manen van Jupiter. Waar de maan voorheen vaak werd beschouwd als een inactieve, door kraters getekende wereld, wijzen recente gegevens op een dynamischer oppervlak dan wetenschappers tot nu toe hadden aangenomen.
In vergelijking met andere manen van Jupiter, zoals de vulkanische Io of de oceaanwereld Europa, werd Callisto lange tijd gezien als een statisch object. Echter, dankzij het Near-Infrared Spectrograph (NIRSpec) instrument van de JWST is een complexer beeld ontstaan. Een internationaal onderzoeksteam, onder leiding van Maria Camarca van Caltech, heeft zich specifiek gericht op de achterzijde van de maan en grote impactstructuren zoals het Asgard-bekken en de Valhalla-structuur. Volgens universetoday.com is Valhalla overigens de grootste multi-ring impactstructuur die bekend is in ons zonnestelsel.
Een van de belangrijkste resultaten van dit onderzoek is de gedetailleerde mapping van waterijs. Door gebruik te maken van de zogenaamde "Fresnel-piek" op 3,1 µm konden astronomen ijskristallen op het oppervlak lokaliseren. Hierbij viel op dat er een significant verschil bestaat tussen de voorste en de achterste helft van de maan. Op de voorste hemisfeer is de aanwezigheid van waterijs sterk gekoppeld aan de geografie; in heldere impactbekkens en jongere kraters, zoals Lofn en Heimdall, zijn sterke ijspieken gemeten. Dit wijst erop dat inslagen vers materiaal naar de oppervlakte hebben gebracht, wat afwijkt van de donkere albedo van de rest van de maan, zoals beschreven door .
Op de achterzijde van Callisto vertoont het waterijs echter een geheel ander patroon, dat door onderzoekers wordt omschreven als een "bullseye". De ijsconcentratie is hier het laagst bij de equatoriale zone en neemt toe richting de polen. Wetenschappers vermoeden dat dit fenomeen het gevolg is van de interactie met de magnetosfeer van Jupiter. Geladen plasma uit deze magnetosfeer stroomt achter de maan langs en beïnvloedt daarmee de structuur van het oppervlakte-ijs, meldt .
Naast waterijs heeft de telescoop ook sporen van bevroren koolstofdioxide, oftewel droogijs, gedetecteerd via een spectrale band op 4,25 µm. Deze ontdekking is opvallend omdat CO2 onder normale omstandigheden niet stabiel zou moeten zijn op het oppervlak van Callisto. Dit suggereert dat er een onbekend mechanisme moet bestaan dat dit gas aanvult of insluit. Opvallend is dat de distributie van dit droogijs op de achterzijde van de maan precies tegenovergesteld is aan die van het waterijs: de concentratie is hier juist het hoogst in het centrum van de schijf.
De volledige bevindingen van dit onderzoek zijn gepubliceerd in het Planetary Science Journal. De data van de JWST dwingen astronomen tot een herwaardering van Callisto. De maan is niet langer een "dode" wereld, maar een object waarbij de interactie met de moederplaneet Jupiter nog steeds een bepalende rol speelt in de chemische samenstelling van het oppervlak, aldus .