Ганимед, спутник Юпитера

Ганимед, спутник Юпитера

Ганимед самый крупный из Галилеевых спутников Юпитера и самый большой спутник в Солнечной системе. Ганимед превышает по размеру планету Меркурий, карликовую планету Плутон и составляет ¾ размера Марса. Диаметр Ганимеда – 5 270 км, Меркурия – 4 880 км, Плутона – 2 390 км и Марса – 6 780 км. Но по массе Ганимед уступает Меркурию в два раза, Марсу в четыре раза, а Плутон в свою очередь уступает по массе Ганимеду. Если бы Ганимед не был спутником Юпитера, а вращался по орбите вокруг Солнца, его бы классифицировали как планету.

Сравнение размеров Ганимеда, Земли и Луны

Сравнение размеров Ганимеда, Земли и Луны

Сравнение размеров Галилеевых спутник и Юпитера

Сравнение размеров Галилеевых спутников и Юпитера

Средняя удаленность орбиты Ганимеда от Юпитера составляет 1 млн. км, а один оборот вокруг гиганта спутник делает за 7 земных дней. Ганимед третий от Юпитера из Галилеевых спутников, и как все остальные, всегда повернут к Юпитеру одной стороной.

Внутренне строение Ганимеда

В центре спутника находится жидкое металлическое ядро. Подтверждением существования именно жидкого ядра может служить наличие у Ганимеда магнитного поля, впервые зафиксированного космическим аппаратом «Галилео» НАСА. Ядро спутника покрыто силикатной мантией, которая в свою очередь покрыта слоем водяного льда. Благодаря исследованиям магнитного поля Ганимеда можно говорить о том, что под поверхностью планеты возможно существование подповерхностного океана из жидкой соленой воды. Некоторые модели внутреннего строения Ганимеда предусматривают наличие 4 подповерхностных океанов, каждый из которых находится глубже другого. Они разделены между собой слоями водяного льда, и чем океан глубже, тем он солоней.

Внутреннее строение Ганимеда

Поверхность Ганимеда

Поверхность Ганимеда можно охарактеризовать  двумя типами: темными  и светлыми областями. Темные участки – очень древние, их возраст насчитывает порядка 4 млрд. лет. Эти области густо усеяны кратерами и занимают треть всей площади поверхности планеты. Самая крупная темная область диаметром 3 200 км названа в честь первооткрывателя спутника  – Область Галилея.

Ганимед, спутник Юпитера, область Галилея, кратер Осирис

В правом верхнем углу темная Область Галилея. Левее в центре Область Мариуса, отделенная от Области Галилея светлым участком. Внизу снимка относительно свежий светлый лед, выброшенный при ударе из кратера Осирис.

В Области Галилея находится самый крупный ударный кратер на Ганимеде – факула Мемфис, диаметр которого 360 км. Это призрак древнего кратера, который с течением времени превратился просто в светлое пятно. Предполагается, что крупное небесное тело пробило поверхность спутника, а лед вперемешку с грязью, находившиеся под его поверхностью, впоследствии заполнил края кратера, выровняв их.

Факула Мемфис на поверхности спутника Ганимед

Факула Мемфис – светлая область внизу снимка. Фото «Вояджер 2» НАСА.

Светлые участки совершенно отличаются от темных и покрыты бороздами и канавами, достигающими порой километровой высоты и более тысячи километров в длину. Светлые области немного моложе темных, но все же тоже очень древние. Формирование светлых областей может объясняться внутренним разогревом в результате приливного воздействия других спутников и Юпитера во времена, когда Ганимед был еще молод. Вследствие разогрева планеты на поверхности начались тектонические процессы, в результате чего 70% поверхности было заменено более молодым и светлым материалом, поднявшимся из-под поверхности Ганимеда.

Граница между темной и светлой областью поверхности Ганимеда спутника Юпитера

Резкая граница между старой темной областью (слева) и более молодой светлой (справа). Легко сравнить количество кратеров на старом и более молодом участке.

Ганимед, карта геологических процессов

Карта геологических процессов, происходивших на поверхности Ганимеда. Составлена на основе данных космических аппаратов Вояджер 1 и 2 (1979 г.), и Галилео (1995-2003 гг.) НАСА.

Атмосфера

Благодаря телескопу «Хаббл» в 1996 году у Ганимеда был обнаружен тонкий слой атмосферы, состоящей  из кислорода. Слой разряженной атмосферы похож на атмосферу соседней Европы, образующийся под действием Солнечного ультрафиолетового излучения и радиации.  Поверхностный лед расщепляется на водород и кислород, более легкий водород улетучивается в открытый космос, а кислород удерживается у поверхности.

Ганимед – единственный спутник в Солнечной системе, имеющий собственное магнитное поле. Наличие магнитного поля создает условия для наблюдения у полярных областей Ганимеда полярных сияний, что и было подтверждено космическим телескопом «Хаббл». К тому же, поведение полярных сияний Ганимеда косвенно подтверждает наличие под поверхностью спутника океана из жидкой соленой воды. При условии отсутствия воды на Ганимеде, влияние магнитного поля Юпитера должно было бы искажать магнитное поле Ганимеда сильнее, чем это происходит на самом деле. Ученые подсчитали, что при  условии «сухого» (без океана) строения Ганимеда, силовые линии магнитного поля Юпитера должны сдвигать магнитные линии Ганимеда на 6°. Данные с телескопа «Хаббл» говорят о сдвиге только на 2°, что-то внутри спутника «мешает» более существенному сдвигу. Это может объясняться только наличием жидкого соленого океана в глубинах спутника, где количество жидкой воды превышает количество воды на поверхности Земли.

полярное сияние на спутнике Ганимед

Полярное сияние на Ганимеде, северное сияние на Ганимеде

Фотография полярных сияний Ганимеда сделанная телескопом Хаббл, наложена на изображение спутника сделанное зондом «Галилео» НАСА.

Дальнейшие исследования

В 2020 гг. Европейское космическое агентство планирует запустить автоматическую межпланетную станцию Jupiter Icy Moons Explorer (JUICE), главной целью которой станет изучение Ганимеда, Европы и Каллисто. Основная задача данной программы – подтверждение наличия жидкой воды под поверхностью этих спутников Юпитера. Аппарат проведет большую часть времени, занимаясь изучением Ганимеда и Каллисто. Исследования Европы в основном будут проводиться дистанционно с удаленных орбит Ганимеда и Каллисто. Это связано с тем, что орбита Европы лежит слишком близко к Юпитеру, и для ее исследования требуется более надежная защита от радиационного излучения гиганта. Тем не менее, ожидается два пролета мимо Европы.

На исследование Ганимеда запланировано 280 суток, в течение которых будет составлена подробная карта поверхности в высоком разрешении; будет исследовано внутреннее строение Ганимеда; запланировано изучение магнитного поля Ганимеда и его взаимодействие с магнитным полем Юпитера.

Во время работы аппарата (JUICE) в окрестностях Юпитера планируется подбор мест высадки будущих спускаемых миссий на Европу и Ганимед.

Полярное сияние Ганимеда

Полярные сияния на Ганимеде в представлении художника.

Запись опубликована в рубрике Солнечная система с метками , . Добавьте в закладки постоянную ссылку.