Trenutno je značajan dio istraživanja o planetologiji Sunčevog sistema posvećen satelitima džinovskih planeta. Interes za njih se povećao na prijelazu iz sedamdesetih u osamdesete, nakon što su prve slike sa svemirske letjelice Voyager otkrile naučnicima nevjerovatnu raznolikost i složenost ovih udaljenih svjetova. Jedan od obećavajućih objekata proučavanja je najveći Jupiterov satelit - Ganimed.
Jupiter sistem ukratko
Kada govorimo o satelitima, oni po pravilu ne uzimaju u obzir razliku u broju malih objekata koji čine sisteme prstenova - ogromnih na Saturnu i mnogo skromnijih na Jupiteru. S obzirom na ovo, najveća planeta u Sunčevom sistemu ima i najbrojniju, prema savremenim podacima, pratnju.
Broj poznatih satelita se stalno povećava. Tako se do 2017. godine znalo da Jupiter ima 67 satelita, od kojih su najveći uporedivi sa planetama, amale su veličine oko kilometar. Početkom 2019. broj otvorenih satelita je već dostigao 79.
Galileanski sateliti
Četiri najveća, pored same planete, tijela u sistemu Jupitera otkrio je 1610. Galileo Galilei. U njegovu čast dobili su svoje zbirno ime. Najveći Jupiterovi sateliti nazvani su po voljenom vrhovnog božanstva grčko-rimskog panteona: Io, Evropa, Ganimed i Kalisto. Lako ih je vidjeti malim teleskopom ili dvogledom. Svaki od ovih satelita je od velikog interesa za planetarne naučnike.
Io - najbliži planeti - je izvanredan po tome što je najaktivniji objekat u Sunčevom sistemu. Zbog plimnog uticaja Jupitera, kao i Evrope i Ganimeda, više od četiri stotine vulkana deluje na Io. Cela površina satelita, koja je u prečniku nešto veća od Meseca, prekrivena je emisijama sumpora i njegovih jedinjenja.
Evropa je drugi najveći satelit, nešto manji od Mjeseca. Prekrivena je ledenom korom koju presijecaju rasjedi i pukotine. Postoje znaci okeana tečne vode ispod ove kore. Evropa je jedan od najboljih kandidata za pronalaženje vanzemaljskog života.
Treći najveći mjesec je Ganimed. Njegove karakteristike će biti detaljnije razmotrene u nastavku.
Callisto je Galilejev satelit koji je najudaljeniji od Jupitera. U prečniku je veoma blizu planete Merkur. Površina Kalista je izuzetno drevna, koju karakteriše ogroman broj udarnih kratera, što ukazujeo odsustvu geološke aktivnosti. Neki modeli strukture dozvoljavaju postojanje tečnog okeana ispod površine Kalista.
Fotografija ispod prikazuje najveće Jupiterove mjesece prema udaljenosti od njega iu poređenju sa veličinom Zemlje i Mjeseca.
Ganymede: veličina i orbita
Prečnik Ganimeda je 5268 km, što je skoro 400 km više od Merkura. To nije samo najveći Jupiterov mjesec, već i najveći i najmasivniji mjesec u Sunčevom sistemu. Ganimed je jedan i po puta veći i duplo masivniji od Mjeseca.
Satelit je nešto više od milion kilometara udaljen od Jupitera, kreće se u gotovo kružnoj orbiti, čineći potpunu revoluciju za 7,15 zemaljskih dana. Ganimedova sopstvena rotacija odvija se u sinhronizaciji sa revolucijom oko planete, tako da se on uvek okreće Jupiteru sa istom hemisferom - baš kao i Mesec prema Zemlji.
Sastav i struktura satelita
Pored kamenja i gvožđa, Ganimed sadrži veliku količinu vode (uglavnom u obliku leda) sa primesama isparljivih materija, kao što je amonijak. Podaci spektralne analize takođe ukazuju na prisustvo ugljen-dioksida, jedinjenja sumpora i verovatno organskih supstanci u obliku smeše (tzv. tolini) na njenoj površini.
Model Ganimedove strukture zasnovan je na rezultatima proučavanja karakteristika njegove rotacije i magnetnog polja. Pretpostavlja se da se satelit sastoji od sljedećih izraženih slojeva:
- jezgro obogaćeno gvožđem;
- silikatni unutrašnji plašt;
- spoljni pretežno ledeni plašt;
- podzemni slani okean isprepleten ledom;
- kora složenog sastava i strukture.
Površinske karakteristike
Slike najvećeg satelita planete Jupiter, dobijene tokom misija Voyager, a posebno Galileo, pokazuju raznolikost i složenu strukturu površine. Otprilike jednu trećinu površine Ganimeda zauzimaju mračna, naizgled drevna područja s velikim brojem kratera. Svjetlija područja su nešto mlađa, jer tamo ima znatno manje udarnih formacija. Izbrazdanog su karaktera, prekrivene mnogim pukotinama i izbočinama.
Za ove lagane naborane oblasti se vjeruje da su rezultat prošlih tektonskih aktivnosti. Vjerovatno su ovi procesi uzrokovani nizom faktora. Prvo, tokom gravitacione diferencijacije unutrašnjosti satelita i formiranja njegovog jezgra i drugih slojeva, oslobađala se toplota i površina je deformisana. Pored toga, treba uzeti u obzir uticaj plimnih sila tokom nestabilnosti orbita u ranom sistemu Jupitera.
Najveći mjesec džinovske planete ima slabe polarne kape, za koje se vjeruje da su formirane od čestica vodenog mraza.
Tanja atmosfera Ganimeda
Uz pomoć svemirskog teleskopa Hubble, u blizini Ganimeda otkrivena je izuzetno rijetka plinovita ovojnica molekularnog kisika. Njegovo prisustvo je najvjerovatnije povezano s disocijacijommolekule vode u površinskom ledu pod uticajem kosmičkog zračenja. Osim toga, atomski vodonik je otkriven u atmosferi Ganimeda.
Koncentracija čestica u ovoj slaboj atmosferi je reda veličine stotina miliona molekula po kubnom centimetru. To znači da pritisak na površini Ganimeda može biti desetinki mikropaskala, što je trilion puta manje nego na Zemlji.
Magnetno polje i magnetosfera
Kao rezultat mjerenja koje je izvršila stanica Galileo, pokazalo se da najveći Jupiterov satelit ima svoje prilično jako magnetno polje. Vrijednost njegove indukcije kreće se od 720 do 1440 nT (za poređenje, za Zemlju je 25-65 µT, odnosno u prosjeku 40 puta više). Prisustvo magnetnog polja poslužilo je kao ozbiljan argument u korist modela, prema kojem se gvozdeno jezgro Ganimeda, kao i ono naše planete, diferencira na čvrsti centralni deo i rastopljenu školjku.
Ganimedovo magnetsko polje formira magnetosferu - područje unutar kojeg se kretanje nabijenih čestica pokorava ovom polju. Ovo područje se prostire na udaljenosti od 2 do 2,5 Ganimedovih prečnika. Ona na složen način stupa u interakciju sa Jupiterovom magnetosferom i njegovom izuzetno proširenom jonosferom. Ganimedovi polovi povremeno pokazuju aurore.
O daljem istraživanju
Nakon aparata Galileo, Jupiterovi sateliti su proučavani uglavnom putem teleskopa. Neki iznosSlike su takođe dobijene tokom preleta stanica Cassini i New Horizons. Početkom 21. veka trebalo je da se izvede nekoliko specijalnih svemirskih projekata za proučavanje ovih nebeskih tela, ali su iz više razloga zatvorena.
Sada planirane misije kao što je EJSM (Europa Jupiter System Mission), uključujući lansiranje nekoliko vozila za istraživanje Io, Europa i Ganymede, Europa Clipper i JUICE (Jupiter Icy Moons Explorer). U programu potonjeg posebno je velika pažnja posvećena najvećem satelitu Jupitera.
Koji će se od ovih projekata ostvariti, vrijeme će pokazati. Ako se najavljene misije održe, naučit ćemo mnogo novih i uzbudljivih stvari o dalekim svjetovima u sistemu Jupiter.
