- Ганимед – самый крупный спутник не только среди юпитерианских лун, но и во всей Солнечной системе. Его диаметр – 5268 км, что лишь немногим меньше Марса и превосходит даже Меркурий:
Сравнительные размеры планет и спутников.
- Как и остальные галилеевы спутники, Ганимед получил своё имя в честь одного из приближенных главного бога: в греческой мифологии Ганимед был троянским царевичем, любимцем Зевса и виночерпием богов.
Согласно легенде, Ганимед был похищен Зевсом, обернувшимся в орла.
- При своем внушительном размере спутник имеет массу всего 45% от массы Меркурия, что объясняется его низкой плотностью – почти втрое меньше, чем у Земли. Данные о массе и плотности были получены еще в 1973 году благодаря «Пионеру-10», и тогда астрономы предположили существование на Ганимеде огромного подледного океана:
Так, предположительно, устроен Ганимед. Фото с канала "KOSMO".
- Исследование «Вояджерами»
В 1979 году «Вояджеры» передали первые качественные снимки спутника,
Фото Ганимеда с "Вояджер-2".Темная область - "Область Галилея".Источник: NASA
- Фото с "Вояджера". Кратер Трос на Ганимеде.
- Которые показали, что он покрыт корой «грязного» льда, а его поверхность значительно старше поверхности Европы. Также уточнился, наконец, размер спутника: именно «Вояджеры» выяснили, что крупнейшим спутником Солнечной системы является Ганимед. До 1979 года «первое место» принадлежало спутнику Сатурна – Титану.
На снимках «Вояджеров» хорошо видны древние кратеры: их возраст оценивается в 4 млрд лет. На вид они очень похожи на лунные
Кратер на Ганимеде (слева) и фото Луны (справа).
- Очень похожи, но имеют отличительную особенность: они пробиты не в каменистой поверхности, а в ледяной коре. Лед – структура непрочная и имеет свойства разрушаться под действием силы тяжести, поэтому некоторые из самых древних кратеров в настоящее время успели почти сгладиться.
Одна из примечательных геоструктур Ганимеда (на фото-1) - тёмный участок под названием область Галилея, где видна сеть из разнонаправленных борозд. Вероятно, своим появлением этот регион обязан периоду бурной геологической активности спутника.
Древние кратеры Ганимеда представляют особый интерес для ученых: ведь они образовались на заре формирования нашей Солнечной системы и могут многое рассказать о составе туманности, из которой появились окружающие нас планеты и их спутники, в том числе – наша Земля.
Небо Ганимеда
Каким бы мы увидели Юпитер, если бы могли оказаться на Ганимеде? Был бы виден отчетливо его диск и знаменитые полосы? Третий галилеевый спутник отброшен от своей планеты более чем на миллион километров, но всё же Юпитер – огромен. Расчет показывает, что газовый гигант на небе Ганимеда занимал бы место в 14.4 раза большее, чем Луна на небе Земли:
Приблизительно так должен выглядеть Юпитер с Ганимеда.
- Спутник делает полный оборот вокруг гиганта всего лишь за 7 дней и 3 часа. Находясь в приливном захвате, он повернут к Юпитеру всегда одной и той же стороной. Со своими ближайшими крупными соседями – Ио и Европой – Ганимед находится в орбитальном резонансе: пока он делает один полный оборот по своей орбите, Европа делает два, а Ио – четыре. «Парад» спутников увидеть невозможно: они никогда не выстраиваются в одну линию.
Исследования «Галилео»
Наибольший вклад в изучение Ганимеда внес аппарат «Галилео»: с декабря 1995 по сентябрь 2003 года зонд приближался к спутнику шесть раз, подходя на расстояние до 264 км от его поверхности, и передал подробные фотографии:
Области Сиппар Силкус - один из кандидатов, доказывающих ледяную вулканическую активность на Ганимеде, создающую светлые области на поверхности. Разрешение 172 м на мельчайший элемент. Снимок получен 7 мая 1997 года с расстояния 17 489 км.
- На фото хорошо видна область комплексного тектонизма на поверхности Ганимеда. Форма стала такой необычной из-за движения плит не только относительно друг друга, но и из-за их небольшого вращения. Снимок сделан 06.09.1996 с расстояния 18 522 км.
- На снимках видно, что, кроме множества гребней, поверхность Ганимеда испещрена трещинами и бороздами – указывает на тектоническую деятельность в прошлом. Вероятно, когда Ганимед еще не имел стабильной орбиты и не вошел в резонанс с другими спутниками, его кора подвергалась мощному воздействию гравитации как Юпитера, так и соседних «лун». Огромные плиты приходили в движение, наползая друг на друга и сминаясь, в результате чего образовались трещины и хребты. Провалы в коре заполнялись водой, вырывающейся из более глубоких слоев.
Более половины поверхности спутника (60-65%) покрыта более молодым светлым причудливым ландшафтом с хребтами и каналами. Высота некоторых гребней достигает 700 м:
Захватывающий вид с высоким разрешением долин и холмов в неназванном регионе на Ганимеде. Фото 1996 года с расстояния 1000 км.
- В 1996 году «Галилео» открыл у спутника собственное, не зависящее от Юпитера, магнитное поле, которое оказалось втрое мощнее, чем у Меркурия.
Так же, как и магнитное поле Земли, магнитосфера Ганимеда состоит из заряженных частиц, которые действуют как щит против космического излучения, включая излучение Юпитера. И точно так же магнитное поле луны создает светящиеся полярные сияния на ее северном и южном полюсах:
Изображение полярных поясов Ганимеда, сделанное космическим телескопом «Хаббл».
- Эти наэлектризованные газы, образующие пояса полярных сияний, впервые обнаружили на ультрафиолетовых изображениях Ганимеда. Их сделал спектрометр плазменных волн космического аппарата «Галилео», а затем спектрограф телескопа «Хаббл».
Полярные шапки на Ганимеде, состоящие, предположительно, из инея, также обязаны своим происхождением магнитному полю. Наличие у Ганимеда собственной магнитосферы приводит к тому, что заряженные частицы интенсивно бомбардируют только слабо защищённые — полярные — области. Образовавшийся водяной пар осаждается в основном в самых холодных местах этих же областей.
В 2020-м году «Юнона» передала инфракрасные снимки северного полюса Ганимеда:
Снимки "Юноны" в инфракрасном свете.
- Они показали ученым, что лед на полюсах спутника аморфен – в отличие от кристаллического льда на экваторе.
Строение
Собранная информация позволила смоделировать внутреннее строение Ганимеда, которое, правда, требует дополнительных исследований и уточнений.
У Ганимеда – горячее железное ядро (более 1500°С), которое постоянно подогревается не только из-за приливного воздействия Юпитера, но и из-за распада радиоактивных элементов. На его присутствие указывает магнитное поле спутника.
Ядро окружает каменистая мантия, а далее следует, по разным предположениям, от одного до четырех слоев: вода – лед, вода – лед:
Внутреннее строение Ганимеда.
- Вывод о существовании подледного океана, как на Европе, был сделан на основе того факта, что плотность Ганимеда гораздо ниже земной, а несколько слоев воды и льда показало компьютерное моделирование на основе анализа магнитосферы спутника. Тот же анализ выдал результат, что чем глубже слой, чем соленее в нем вода. Толщина внешней ледяной оболочки оценивается в 800 километров.
В 2001 году измерения «Галилео» подтвердили гипотезу о подземном океане.
Атмосфера
Наличие атмосферы много лет было предметом споров среди ученых. Еще в 1972 году группа исследователей заявила, что обнаружила у Ганимеда атмосферу, но в 1979 году пролетавший мимо «Вояджер-1» не нашел никаких её признаков. Однако в 1995 году «Хаббл» все-таки обнаружил у Ганимеда очень тонкую кислородную атмосферу.
Она образуется под воздействием ионизирующего солнечного излучения разрушения молекул воды, из которых состоит поверхностный лед. Молекулы воды распадаются на водород и кислород, и водород, как самый легкий газ, улетучивается в космос, а более тяжелый кислород задерживается.
Дальнейшее изучение
Ближайшая планируемая миссия, которая будет отправлена к спутникам Юпитера – JUICE (проект Европейского космического агентства) – должна быть отправлена уже в этом году. Её задачей будет изучение подледных океанов на Европе и Ганимеде и поиск возможной жизни на этих планетах.
Сравнение размеров Луны, Ганимеда (слева внизу) и Земли.
На первый взгляд, колонизация Ганимеда вполне возможна: изо льда можно получать и кислород, и воду, а магнитосфера спутника должна защитить от радиации… но всё не так радужно: мощность магнитного поля Ганимеда в 1000 раз меньше мощности магнитосферы Земли, и против радиации Юпитера она практически бесполезна. Атмосфера, хоть и кислородная, чересчур тонка, разряжена и неспособна удержать тепло. Какое-либо поселение в этом холодном мире возможно разве что под землей, но такая перспектива малопривлекательна и чересчур затратная.
Гораздо больший интерес для ученых Ганимед представляет в плане ответов на вопросы о формировании Солнечной системы, т.к. его возраст оценивается не меньше, чем в 4,5 млрд лет. Не исключено также, что на Ганимеде обнаружатся признаки примитивной жизни. Если она там есть, то – должна иметь источник энергии, не зависящий от солнечного света.
Остается надеяться, что в ближайшие годы мы узнаем ответы на эти вопросы.