Šiuo metu didelė Saulės sistemos planetologijos tyrimų dalis yra skirta milžiniškų planetų palydovams. Susidomėjimas jais išaugo septintojo ir devintojo dešimtmečių sandūroje, po to, kai patys pirmieji vaizdai iš erdvėlaivio „Voyager“atskleidė mokslininkams nuostabią šių nutolusių pasaulių įvairovę ir sudėtingumą. Vienas iš perspektyvių tyrimo objektų yra didžiausias Jupiterio palydovas Ganimedas.
Jupiterio sistema trumpai
Kalbant apie palydovus, paprastai jie neatsižvelgia į mažų objektų, sudarančių žiedų sistemas, skaičiaus skirtumą – didžiulis Saturne ir daug kuklesnis Jupiteryje. Atsižvelgiant į tai, didžiausia Saulės sistemos planeta, remiantis šiuolaikiniais duomenimis, taip pat turi daugiausiai palydos.
Žinomų palydovų skaičius nuolat didėja. Taigi iki 2017 m. buvo žinoma, kad Jupiteris turi 67 palydovus, iš kurių didžiausi yra panašūs į planetas, irmažieji yra apie kilometro dydžio. 2019 m. pradžioje atvirų palydovų skaičius jau pasiekė 79.
Galilėjos palydovai
Keturis didžiausius, be pačios planetos, Jupiterio sistemos kūnus 1610 m. atrado Galilėjus Galilėjus. Jo garbei jie gavo savo kolektyvinį pavadinimą. Didžiausi Jupiterio palydovai pavadinti graikų-romėnų panteono aukščiausios dievybės mylimosios vardu: Io, Europa, Ganymede ir Callisto. Juos lengva pamatyti su nedideliu teleskopu ar žiūronu. Kiekvienas iš šių palydovų labai domina planetų mokslininkus.
Io – arčiausiai planetos esantis – nuostabus tuo, kad yra aktyviausias Saulės sistemos objektas. Dėl Jupiterio, taip pat Europos ir Ganimedo įtakos potvyniams Io veikia daugiau nei keturi šimtai ugnikalnių. Visas palydovo, kurio skersmuo yra šiek tiek didesnis nei Mėnulio, paviršius yra padengtas sieros ir jos junginių emisija.
Europa yra antras pagal dydį palydovas, šiek tiek mažesnis už Mėnulį. Jį dengia ledinė pluta, kurią kerta gedimai ir įtrūkimai. Po šia pluta yra skysto vandens vandenyno požymių. Europa yra viena iš geriausių kandidatų ieškant nežemiškos gyvybės.
Trečias pagal dydį mėnulis yra Ganimedas. Jo funkcijos bus išsamiau aptartos toliau.
Callisto yra toliausiai nuo Jupiterio esantis Galilėjos palydovas. Skersmeniu jis yra labai arti Merkurijaus planetos. Kalisto paviršius yra itin senovinis, jam būdingas didžiulis smūginių kraterių skaičius, o tai rodoapie geologinio aktyvumo nebuvimą. Kai kurie konstrukcijos modeliai leidžia po Callisto paviršiumi egzistuoti skystam vandenynui.
Toliau esančioje nuotraukoje pavaizduoti didžiausi Jupiterio palydovai pagal atstumą nuo jo ir palyginti su Žemės ir Mėnulio dydžiu.
Ganymede: dydis ir orbita
Ganimedo skersmuo yra 5268 km, tai yra beveik 400 km daugiau nei Merkurijaus. Tai ne tik didžiausias Jupiterio mėnulis, bet ir didžiausias bei masyviausias Saulės sistemos mėnulis. Ganimedas yra pusantro karto didesnis ir dvigubai masyvesnis už Mėnulį.
Palydovas yra šiek tiek daugiau nei už milijono kilometrų nuo Jupiterio. Jis juda beveik apskrita orbita ir visiškai apsisuka per 7,15 Žemės paros. Paties Ganimedo sukimasis vyksta sinchroniškai su revoliucija aplink planetą, todėl jis visada pasisuka į Jupiterį su tuo pačiu pusrutuliu – kaip Mėnulis į Žemę.
Palydovo sudėtis ir struktūra
Be uolienų ir geležies, Ganimede yra daug vandens (daugiausia ledo pavidalu) su lakiųjų medžiagų, tokių kaip amoniakas, priemaiša. Spektrinės analizės duomenys taip pat rodo, kad jo paviršiuje yra anglies dioksido, sieros junginių ir tikriausiai organinių medžiagų mišinio (vadinamųjų tolinų) pavidalu.
Ganimedo struktūros modelis pagrįstas jo sukimosi ir magnetinio lauko ypatybių tyrimo rezultatais. Daroma prielaida, kad palydovas susideda iš šių ryškių sluoksnių:
- geležimi praturtinta šerdis;
- silikatinė vidinė mantija;
- išorinė daugiausia ledinė mantija;
- paviršinis sūrus vandenynas su ledu;
- sudėtingos sudėties ir struktūros žievė.
Paviršiaus ypatybės
Didžiausio Jupiterio planetos palydovo vaizdai, gauti „Keliautojo“ir ypač „Galileo“misijų metu, parodo paviršiaus įvairovę ir sudėtingą struktūrą. Maždaug trečdalį Ganimedo ploto užima tamsios, matyt, senovinės vietovės su daugybe kraterių. Šviesesnės sritys yra šiek tiek jaunesnės, nes jose yra žymiai mažiau smūginių darinių. Jie turi vagotą charakterį, padengti daugybe įtrūkimų ir įdubų.
Manoma, kad šios lengvai susiraukšlėjusios sritys yra buvusios tektoninės veiklos pasekmė. Tikriausiai šiuos procesus lėmė daugybė veiksnių. Pirma, gravitacinio palydovo vidaus diferenciacijos ir jo šerdies bei kitų sluoksnių formavimosi metu išsiskyrė šiluma ir deformavosi paviršius. Be to, reikėtų atsižvelgti į potvynių jėgų poveikį orbitų nestabilumui ankstyvojoje Jupiterio sistemoje.
Didžiausias milžiniškos planetos mėnulis turi neryškius poliarinius dangtelius, kuriuos, kaip manoma, sudarė vandens įšalo dalelės.
Plona Ganimedo atmosfera
Padedant Hablo kosminį teleskopą, netoli Ganimedo buvo aptiktas itin retas dujinis molekulinio deguonies apvalkalas. Jo buvimas greičiausiai yra susijęs su disociacijavandens molekulės paviršiniame lede, veikiamos kosminės spinduliuotės. Be to, Ganimedo atmosferoje aptiktas atominis vandenilis.
Dalelių koncentracija šioje silpnoje atmosferoje yra šimtai milijonų molekulių viename kubiniame centimetre. Tai reiškia, kad slėgis Ganimedo paviršiuje gali būti dešimtosios mikropaskalio, o tai yra trilijoną kartų mažiau nei Žemėje.
Magnetinis laukas ir magnetosfera
„Galileo“stoties atliktų matavimų metu paaiškėjo, kad didžiausias Jupiterio palydovas turi savo gana stiprų magnetinį lauką. Jo indukcijos vertė svyruoja nuo 720 iki 1440 nT (palyginimui, Žemėje ji yra 25–65 µT, tai yra vidutiniškai 40 kartų daugiau). Magnetinio lauko buvimas buvo rimtas argumentas modelio naudai, pagal kurį Ganimedo geležinė šerdis, kaip ir mūsų planetos, yra padalinta į kietą centrinę dalį ir išlydytą apvalkalą.
Ganymedo magnetinis laukas sudaro magnetosferą – sritį, kurioje įkrautų dalelių judėjimas paklūsta šiam laukui. Ši sritis tęsiasi nuo 2 iki 2,5 Ganimedo skersmens. Jis sudėtingai sąveikauja su Jupiterio magnetosfera ir itin išplėsta jonosfera. Ganimedo ašigaliai retkarčiais rodo auroras.
Dėl tolesnių tyrimų
Po Galileo aparato Jupiterio palydovai buvo tiriami daugiausia per teleskopus. Kažkokia sumaVaizdai taip pat buvo gauti skrendant pro Cassini ir New Horizons stotis. XXI amžiaus pradžioje šiems dangaus kūnams tirti turėjo būti įgyvendinti keli specialūs kosmoso projektai, tačiau dėl daugelio priežasčių jie buvo uždaryti.
Dabar planuojamos misijos, pvz., EJSM (Europos Jupiterio sistemos misija), apimančios kelių transporto priemonių paleidimą Io, Europa ir Ganymede, Europa Clipper ir JUICE (Jupiter Icy Moons Explorer). Pastarojo programoje ypač didelis dėmesys skiriamas didžiausiam Jupiterio palydovui.
Kuris iš šių projektų išsipildys, parodys laikas. Jei paskelbtos misijos įvyks, sužinosime daug naujų ir įdomių dalykų apie tolimus Jupiterio sistemos pasaulius.
