I øjeblikket er en væsentlig del af forskningen i solsystemets planetologi viet til de gigantiske planeters satellitter. Interessen for dem steg i slutningen af halvfjerdserne og firserne, efter at de allerførste billeder fra Voyager-rumfartøjet afslørede for videnskabsmænd den fantastiske mangfoldighed og kompleksitet af disse fjerntliggende verdener. Et af de lovende undersøgelsesobjekter er Jupiters største satellit - Ganymedes.
Jupiter-systemet kort fort alt
Når vi taler om satellitter, så tager de som regel ikke højde for forskellen i antallet af små objekter, der udgør ringsystemerne - enorme på Saturn og meget mere beskedne på Jupiter. I betragtning af denne betragtning har den største planet i solsystemet også det mest talrige, ifølge moderne data, følge.
Antallet af kendte satellitter stiger konstant. Så i 2017 var det kendt, at Jupiter har 67 satellitter, hvoraf de største kan sammenlignes med planeter, ogsmå er omkring en kilometer store. I begyndelsen af 2019 var antallet af åbne satellitter allerede nået op på 79.
galileanske satellitter
De fire største, udover selve planeten, kroppe i Jupiter-systemet blev opdaget i 1610 af Galileo Galilei. Til ære for ham modtog de deres fællesnavn. Jupiters største satellitter er opkaldt efter den elskede af den øverste guddom af det græsk-romerske pantheon: Io, Europa, Ganymede og Callisto. De er nemme at se med et lille teleskop eller en kikkert. Hver af disse satellitter er af stor interesse for planetariske videnskabsmænd.
Io - den tætteste på planeten - er bemærkelsesværdig ved, at den er det mest aktive objekt i solsystemet. På grund af tidevandets indflydelse fra Jupiter, såvel som Europa og Ganymedes, virker mere end fire hundrede vulkaner på Io. Hele overfladen af satellitten, som er lidt større end Månen i diameter, er dækket af emissioner af svovl og dets forbindelser.
Europa er den næststørste satellit, noget mindre end Månen. Den er dækket af en iskold skorpe krydset af forkastninger og revner. Der er tegn på et hav af flydende vand under denne skorpe. Europa er en af topkandidaterne til at finde udenjordisk liv.
Den tredjestørste måne er Ganymedes. Dens funktioner vil blive diskuteret mere detaljeret nedenfor.
Callisto er den galilæiske satellit, der er længst væk fra Jupiter. I diameter er den meget tæt på planeten Merkur. Callistos overflade er ekstremt gammel, karakteriseret ved et stort antal nedslagskratere, hvilket indikererom fraværet af geologisk aktivitet. Nogle modeller af strukturen tillader eksistensen af et flydende hav under overfladen af Callisto.
Billedet nedenfor viser Jupiters største måner i rækkefølge efter afstand fra den og i sammenligning med Jordens og Månens størrelse.
Ganymede: størrelse og kredsløb
Ganymedes diameter er 5268 km, hvilket er næsten 400 km mere end Merkurs. Det er ikke kun Jupiters største måne, men også den største og mest massive måne i solsystemet. Ganymedes er halvanden gang større og dobbelt så massiv som Månen.
Satellitten er lidt mere end en million kilometer væk fra Jupiter, bevæger sig i en næsten cirkulær bane og laver en komplet omdrejning på 7,15 jorddage. Ganymedes egen rotation sker synkront med revolutionen rundt om planeten, så han altid vender sig mod Jupiter med den samme halvkugle - ligesom Månen til Jorden.
Satellitens sammensætning og struktur
Udover sten og jern indeholder Ganymedes en stor mængde vand (hovedsageligt i form af is) med en blanding af flygtige stoffer, såsom ammoniak. Spektralanalysedata indikerer også tilstedeværelsen af kuldioxid, svovlforbindelser og sandsynligvis organiske stoffer i form af en blanding (såkaldte tholiner) på overfladen.
Modellen af Ganymedes struktur er baseret på resultaterne af at studere funktionerne i dens rotation og magnetfelt. Det antages, at satellitten består af følgende udt alte lag:
- jernberiget kerne;
- silikat indre kappe;
- ydre overvejende isglat kappe;
- subsurface s alt ocean blandet med is;
- bark af kompleks sammensætning og struktur.
Overfladefunktioner
Billeder af den største satellit på planeten Jupiter, opnået under Voyager- og især Galileo-missionerne, viser overfladens mangfoldighed og komplekse struktur. Omtrent en tredjedel af Ganymedes areal er besat af mørke, tilsyneladende gamle områder med et stort antal kratere. De lettere områder er noget yngre, da der er væsentligt færre stødformationer dér. De har en furet karakter, dækket af mange revner og kamme.
Disse lette rynkede områder menes at være resultatet af tidligere tektonisk aktivitet. Sandsynligvis var disse processer forårsaget af en række faktorer. For det første, under gravitationsdifferentieringen af satellittens indre og dannelsen af dens kerne og andre lag, blev varme frigivet, og overfladen blev deformeret. Derudover bør man tage højde for virkningen af tidevandskræfter under ustabiliteten af baner i Jupiters tidlige system.
Den største måne på den gigantiske planet har svage polære hætter, der menes at være dannet af partikler af vandfrost.
Ganymedes tynde atmosfære
Ved hjælp af Hubble-rumteleskopet blev en ekstremt sjælden gasformig kappe af molekylær oxygen opdaget nær Ganymedes. Dets tilstedeværelse er højst sandsynligt forbundet med dissociationvandmolekyler i overfladeis under påvirkning af kosmisk stråling. Derudover er atomart brint blevet påvist i Ganymedes atmosfære.
Koncentrationen af partikler i denne svage atmosfære er i størrelsesordenen hundreder af millioner af molekyler pr. kubikcentimeter. Det betyder, at trykket ved Ganymedes overflade kan være tiendedele af en mikropascal, hvilket er en billion gange mindre end på Jorden.
Magnetisk felt og magnetosfære
Som et resultat af målinger udført af Galileo-stationen viste det sig, at Jupiters største satellit har sit eget ret stærke magnetfelt. Værdien af dens induktion varierer fra 720 til 1440 nT (til sammenligning er den for Jorden 25-65 µT, det vil sige i gennemsnit 40 gange mere). Tilstedeværelsen af et magnetfelt tjente som et seriøst argument til fordel for modellen, ifølge hvilken Ganymedes jernkerne, ligesom vores planets, er differentieret til en solid central del og en smeltet skal.
Ganymedes magnetfelt danner magnetosfæren - det område, inden for hvilket bevægelsen af ladede partikler adlyder dette felt. Dette område strækker sig over en afstand på 2 til 2,5 Ganymede-diametre. Den interagerer på en kompleks måde med Jupiters magnetosfære og med dens ekstremt udvidede ionosfære. Ganymedes poler viser af og til nordlys.
Om yderligere forskning
Efter Galileo-apparatet blev Jupiters satellitter primært studeret gennem teleskoper. Noget beløbBillederne blev også taget under flybyerne på Cassini- og New Horizons-stationerne. I begyndelsen af det 21. århundrede skulle der udføres flere specielle rumprojekter for at studere disse himmellegemer, men af en række årsager blev de lukket.
Nu planlagte missioner såsom EJSM (Europa Jupiter System Mission), der involverer lanceringen af flere køretøjer for at udforske Io, Europa og Ganymede, Europa Clipper og JUICE (Jupiter Icy Moons Explorer). I sidstnævntes program er der især stor opmærksomhed på Jupiters største satellit.
Hvilke af disse projekter vil blive til virkelighed, vil tiden vise. Hvis de annoncerede missioner finder sted, vil vi lære en masse nye og spændende ting om de fjerne verdener i Jupiter-systemet.
