В момента значителна част от изследванията по планетологията на Слънчевата система е посветена на спътниците на планетите-гиганти. Интересът към тях се засилва в началото на седемдесетте и осемдесетте години, след като първите снимки от космическия кораб Вояджър разкриха на учените невероятното разнообразие и сложност на тези отдалечени светове. Един от обещаващите обекти за изследване е най-големият спътник на Юпитер - Ганимед.
системата на Юпитер накратко
Говорейки за спътници, като правило, те не отчитат разликата в броя на малките обекти, които съставляват пръстенните системи - огромни на Сатурн и много по-скромни на Юпитер. Като се има предвид това съображение, най-голямата планета в Слънчевата система има и най-многобройната, според съвременните данни, свита.
Броят на известните сателити непрекъснато се увеличава. И така, до 2017 г. беше известно, че Юпитер има 67 спътника, най-големите от които са сравними с планетите, ималките са с размер около километър. В началото на 2019 г. броят на отворените сателити вече е достигнал 79.
Галилеянски сателити
Четирите най-големи, освен самата планета, тела в системата на Юпитер са открити през 1610 г. от Галилео Галилей. В чест на него те получиха общото си име. Най-големите спътници на Юпитер са кръстени на любимата на върховното божество на гръко-римския пантеон: Йо, Европа, Ганимед и Калисто. Лесно се виждат с малък телескоп или бинокъл. Всеки от тези спътници представлява голям интерес за планетарните учени.
Io - най-близкият до планетата - е забележителен с това, че е най-активният обект в Слънчевата система. Поради приливното влияние на Юпитер, както и на Европа и Ганимед, повече от четиристотин вулкана действат върху Йо. Цялата повърхност на спътника, която е малко по-голяма от луната в диаметър, е покрита с емисии на сяра и нейните съединения.
Европа е вторият по големина спътник, малко по-малък от Луната. Покрит е с ледена кора, пресечена от разломи и пукнатини. Под тази кора има признаци на океан от течна вода. Европа е един от най-добрите кандидати за намиране на извънземен живот.
Третата по големина луна е Ганимед. Характеристиките му ще бъдат обсъдени по-подробно по-долу.
Калисто е галилеевият спътник, най-отдалечен от Юпитер. По диаметър е много близо до планетата Меркурий. Повърхността на Калисто е изключително древна, характеризираща се с огромен брой ударни кратери, което показваза липсата на геоложка дейност. Някои модели на структурата позволяват съществуването на течен океан под повърхността на Калисто.
Снимката по-долу показва най-големите луни на Юпитер в ред на разстояние от него и в сравнение с размера на Земята и Луната.
Ганимед: размер и орбита
Диаметърът на Ганимед е 5268 км, което е с почти 400 км повече от това на Меркурий. Това е не само най-голямата луна на Юпитер, но и най-голямата и най-масивна луна в Слънчевата система. Ганимед е един и половина пъти по-голям и два пъти по-масив от Луната.
Спътникът е на малко повече от милион километра от Юпитер, движи се в почти кръгова орбита, правейки пълен оборот за 7,15 земни дни. Собственото въртене на Ганимед се случва в синхрон с революцията около планетата, така че той винаги се обръща към Юпитер със същото полукълбо - точно както Луната към Земята.
Състав и структура на сателита
Освен камъни и желязо, Ганимед съдържа голямо количество вода (главно под формата на лед) с примес от летливи вещества, като амоняк. Данните от спектралния анализ също показват наличието на въглероден диоксид, серни съединения и вероятно органични вещества под формата на смес (т.нар. толини) на повърхността му.
Моделът на структурата на Ганимед се основава на резултатите от изследване на особеностите на неговото въртене и магнитно поле. Предполага се, че сателитът се състои от следните ясно изразени слоеве:
- обогатено с желязо ядро;
- силикатна вътрешна мантия;
- външна предимно ледена мантия;
- подповърхностен солен океан, пресечен с лед;
- кора със сложен състав и структура.
Повърхностни характеристики
Изображения на най-големия спътник на планетата Юпитер, получени по време на мисиите Voyager и особено Galileo, демонстрират разнообразието и сложната структура на повърхността. Приблизително една трета от площта на Ганимед е заета от тъмни, очевидно древни области с голям брой кратери. По-светлите зони са малко по-млади, тъй като там има значително по-малко ударни образувания. Те имат набразден характер, покрити с много пукнатини и хребети.
Счита се, че тези леки набръчкани зони са резултат от минали тектонски дейности. Вероятно тези процеси са били причинени от редица фактори. Първо, по време на гравитационната диференциация на вътрешността на спътника и образуването на неговото ядро и други слоеве се отделя топлина и повърхността се деформира. Освен това трябва да се вземе предвид ефектът на приливните сили по време на нестабилността на орбитите в ранната система на Юпитер.
Най-голямата луна на гигантската планета има бледи полярни шапки, за които се смята, че са образувани от частици воден скреж.
Тънката атмосфера на Ганимед
С помощта на космическия телескоп Хъбъл край Ганимед беше открита изключително разредена газообразна обвивка от молекулен кислород. Неговото присъствие най-вероятно е свързано с дисоциацияводни молекули в повърхностния лед под въздействието на космическа радиация. Освен това в атмосферата на Ганимед е открит атомен водород.
Концентрацията на частици в тази слаба атмосфера е от порядъка на стотици милиони молекули на кубичен сантиметър. Това означава, че налягането на повърхността на Ганимед може да бъде десети от микропаскал, което е трилион пъти по-малко, отколкото на Земята.
Магнитно поле и магнитосфера
В резултат на измервания, извършени от станцията Галилео, се оказа, че най-големият спътник на Юпитер има собствено доста силно магнитно поле. Стойността на неговата индукция варира от 720 до 1440 nT (за сравнение, за Земята е 25–65 µT, тоест средно 40 пъти повече). Наличието на магнитно поле послужи като сериозен аргумент в полза на модела, според който желязното ядро на Ганимед, подобно на това на нашата планета, се обособява в твърда централна част и разтопена обвивка.
Магнитното поле на Ганимед образува магнитосферата - областта, в която движението на заредените частици се подчинява на това поле. Тази област се простира на разстояние от 2 до 2,5 диаметъра на Ганимед. Той взаимодейства по сложен начин с магнитосферата на Юпитер и с неговата изключително разширена йоносфера. Полюсите на Ганимед от време на време показват сияния.
За по-нататъшни изследвания
След апарата Галилео, спътниците на Юпитер бяха изследвани главно чрез телескопи. Някаква сумаИзображенията са получени и по време на облитане на станциите Cassini и New Horizons. В началото на 21-ви век е трябвало да бъдат извършени няколко специални космически проекта за изследване на тези небесни тела, но поради редица причини те са затворени.
Сега планирани мисии като EJSM (Europa Jupiter System Mission), включващи пускането на няколко превозни средства за изследване на Io, Europa и Ganymede, Europa Clipper и JUICE (Jupiter Icy Moons Explorer). В програмата на последния особено голямо внимание е отделено на най-големия спътник на Юпитер.
Кой от тези проекти ще се сбъдне, времето ще покаже. Ако обявените мисии се осъществят, ще научим много нови и вълнуващи неща за далечните светове в системата на Юпитер.
