För närvarande ägnas en betydande del av forskningen om solsystemets planetologi åt de jättelika planeternas satelliter. Intresset för dem ökade i början av sjuttio- och åttiotalet, efter att de allra första bilderna från rymdfarkosten Voyager avslöjade för forskare den fantastiska mångfalden och komplexiteten i dessa avlägsna världar. Ett av de lovande studieobjekten är Jupiters största satellit - Ganymedes.
Jupitersystemet i korthet
Apropå satelliter, som regel tar de inte hänsyn till skillnaden i antalet små föremål som utgör ringsystemen - enorma på Saturnus och mycket mer blygsamma på Jupiter. Med tanke på detta har den största planeten i solsystemet också den mest talrika, enligt moderna data, följe.
Antalet kända satelliter ökar ständigt. Så senast 2017 var det känt att Jupiter har 67 satelliter, varav de största är jämförbara med planeter, ochsmå är ungefär en kilometer stora. I början av 2019 har antalet öppna satelliter redan nått 79.
galileiska satelliter
De fyra största, förutom själva planeten, kroppar i Jupitersystemet upptäcktes 1610 av Galileo Galilei. För att hedra honom fick de sitt samlingsnamn. Jupiters största satelliter är uppkallade efter den älskade av den högsta gudomen i det grekisk-romerska panteonet: Io, Europa, Ganymede och Callisto. De är lätta att se med ett litet teleskop eller kikare. Var och en av dessa satelliter är av stort intresse för planetforskare.
Io - närmast planeten - är anmärkningsvärt genom att det är det mest aktiva objektet i solsystemet. På grund av tidvatteninflytandet från Jupiter, såväl som Europa och Ganymedes, verkar mer än fyrahundra vulkaner på Io. Hela satellitens yta, som är något större än månen i diameter, är täckt av utsläpp av svavel och dess föreningar.
Europa är den näst största satelliten, något mindre än månen. Den är täckt av en isig skorpa korsad av förkastningar och sprickor. Det finns tecken på ett hav av flytande vatten under denna skorpa. Europa är en av de bästa kandidaterna för att hitta utomjordiskt liv.
Den tredje största månen är Ganymedes. Dess funktioner kommer att diskuteras mer i detalj nedan.
Callisto är den galileiska satelliten längst bort från Jupiter. I diameter är den mycket nära planeten Merkurius. Ytan på Callisto är extremt gammal, kännetecknad av ett stort antal nedslagskratrar, vilket indikerarom frånvaron av geologisk aktivitet. Vissa modeller av strukturen tillåter förekomsten av ett flytande hav under Callistos yta.
Fotot nedan visar Jupiters största månar i ordning efter avstånd från den och i jämförelse med jordens och månens storlek.
Ganymede: storlek och omlopp
Ganymedes diameter är 5268 km, vilket är nästan 400 km mer än Merkurius. Det är inte bara Jupiters största måne, utan också den största och mest massiva månen i solsystemet. Ganymedes är en och en halv gång större och dubbelt så massiv som månen.
Satelliten är något mer än en miljon kilometer bort från Jupiter, rör sig i en nästan cirkulär bana och gör ett helt varv på 7,15 jorddagar. Ganymedes egen rotation sker synkront med rotationen runt planeten, så att han alltid vänder sig till Jupiter med samma halvklot - precis som Månen till jorden.
Satellitens sammansättning och struktur
Förutom stenar och järn innehåller Ganymedes en stor mängd vatten (främst i form av is) med en inblandning av flyktiga ämnen, såsom ammoniak. Spektralanalysdata indikerar också närvaron av koldioxid, svavelföreningar och troligen organiska ämnen i form av en blandning (så kallade toliner) på dess yta.
Modellen av Ganymedes struktur är baserad på resultaten av att studera egenskaperna hos dess rotation och magnetfält. Det antas att satelliten består av följande uttalade lager:
- järnberikad kärna;
- silikat inre mantel;
- ytre övervägande isig mantel;
- s alt hav under ytan med is;
- bark av komplex sammansättning och struktur.
Ytfunktioner
Bilder av den största satelliten på planeten Jupiter, erhållna under Voyager- och speciellt Galileo-uppdragen, visar ytans mångfald och komplexa struktur. Ungefär en tredjedel av Ganymedes yta är ockuperad av mörka, till synes gamla områden med ett stort antal kratrar. De ljusare områdena är något yngre, eftersom det finns betydligt färre nedslagsformationer där. De har en fårad karaktär, täckta med många sprickor och åsar.
Dessa lätta skrynkliga områden tros vara resultatet av tidigare tektonisk aktivitet. Förmodligen orsakades dessa processer av ett antal faktorer. För det första, under gravitationsdifferentieringen av satellitens inre och bildandet av dess kärna och andra lager, frigjordes värme och ytan deformerades. Dessutom bör man ta hänsyn till effekten av tidvattenkrafter under instabiliteten i banor i Jupiters tidiga system.
Den största månen på den jättelika planeten har svaga polära hattar, som tros vara bildade av partiklar av vattenfrost.
Ganymedes tunna atmosfär
Med hjälp av rymdteleskopet Hubble upptäcktes ett extremt sällsynt gashölje av molekylärt syre nära Ganymedes. Dess närvaro är troligen förknippad med dissociationvattenmolekyler i ytis under inverkan av kosmisk strålning. Dessutom har atomärt väte detekterats i Ganymedes atmosfär.
Koncentrationen av partiklar i denna svaga atmosfär är i storleksordningen hundratals miljoner molekyler per kubikcentimeter. Det betyder att trycket på Ganymedes yta kan vara tiondelar av en mikropascal, vilket är en biljon gånger mindre än på jorden.
Magnetiskt fält och magnetosfär
Som ett resultat av mätningar utförda av Galileo-stationen visade det sig att Jupiters största satellit har ett eget ganska starkt magnetfält. Värdet på dess induktion sträcker sig från 720 till 1440 nT (som jämförelse, för jorden är det 25–65 µT, det vill säga i genomsnitt 40 gånger mer). Närvaron av ett magnetfält fungerade som ett allvarligt argument till förmån för modellen, enligt vilken Ganymedes järnkärna, liksom vår planets, är differentierad till en solid central del och ett smält skal.
Ganymedes magnetfält bildar magnetosfären - den region inom vilken rörelsen av laddade partiklar lyder detta fält. Denna region sträcker sig över ett avstånd av 2 till 2,5 Ganymede-diametrar. Den interagerar på ett komplext sätt med Jupiters magnetosfär och med dess extremt utsträckta jonosfär. Ganymedes poler visar ibland norrsken.
Om ytterligare forskning
Efter Galileo-apparaten studerades Jupiters satelliter huvudsakligen genom teleskop. Något beloppBilderna erhölls också under förbiflygningarna av stationerna Cassini och New Horizons. I början av 2000-talet var det meningen att flera speciella rymdprojekt skulle genomföras för att studera dessa himlakroppar, men av ett antal skäl stängdes de.
Nu planerade uppdrag som EJSM (Europa Jupiter System Mission), som involverar lansering av flera fordon för att utforska Io, Europa och Ganymede, Europa Clipper och JUICE (Jupiter Icy Moons Explorer). I den senares program ägnas särskilt stor uppmärksamhet åt Jupiters största satellit.
Vilka av dessa projekt som kommer att bli verklighet får tiden utvisa. Om de aviserade uppdragen äger rum kommer vi att lära oss mycket nytt och spännande om de avlägsna världarna i Jupitersystemet.
