Найти тему
Ходячая Энциклопедия

7 января - Галилеевы спутники Юпитера: шутка, затянувшаяся на 400 лет

7 января 1610 года Галилео Галилей открыл 4 спутника Юпитера (из ныне известных 79). "Галилеевы" спутники весьма велики: размером примерно с Луну или даже больше, так что даже в самые первые телескопы - начала XVII века - видны были прекрасно . Европа чуть меньше Луны, Ио чуть крупнее, Ганимед и Каллисто тяжелее Луны примерно вдвое, причём Ганимед по размеру превосходит даже планету Меркурий - хотя сильно уступает ей по массе.

В сравнении с Юпитером. Снизу вверх: Каллисто, Ганимед, Европа, Ио.
В сравнении с Юпитером. Снизу вверх: Каллисто, Ганимед, Европа, Ио.

Предположительно, спутники Юпитера наблюдал ещё Симон Марий на год раньше Галилея. Но, даже если так, он не заявил об открытии и, по всей видимости, по меньшей мере не был в нём уверен. Но именно Симон Марий в 1614-м предложил их названия: спутники получили имена в честь трёх любовниц и одного любовника Зевса, аналогом которого в римской мифологии является Юпитер. Впрочем, длительное время эти названия не употреблялись, и спутники различались лишь по номерам. Только в XX веке они получают всеобщее признание.

Открытие Галилеевых спутников оказало большое влияние на развитие науки. Ведь, фактически, спутниковая система Юпитера - это планетная система в миниатюре, подчиняющаяся тем же законам. То есть появилась возможность сравнивать Солнечную систему с её аналогом. В частности, выяснилось, что расстояния между спутниками, как и между планетами, соответствуют обобщённому закону Тициуса - Боде ("закону планетных расстояний").

Кроме того, и планеты, и юпитерианские спутники чем дальше от центрального тела - Солнца и Юпитера соответственно - тем имеют меньшую плотность. Это связано с количеством воды в их составе. На Ио её мало, на Европе - уже заметное количество (сплошной океан в несколько десятков километров глубиной под ледяной корой), Ганимед и Каллисто состоят из воды примерно наполовину (каменное ядро, ледяная мантия). В Солнечной системе же плотные каменистые планеты "земного типа" расположены ближе к звезде, чем рыхлые, состоящие из лёгких элементов "планеты-гиганты".

В случае с Солнцем так получилось потому, что, в процессе формирования планет, жар новорождённой звезды испарял воду на близком расстоянии от светила. Соответственно, близкие к Солнцу планеты формировались в основном из камня - и, как следствие, маленькими (камня намного меньше, чем льда). Удалённые же от Солнца планеты разбухли очень быстро: за счёт поглощения большого количества льда, они смогли удерживать даже лёгкие газы - водород и гелий, и превратились в планеты-гиганты (крупнейшей из которых стал Юпитер).

Сравнительные размеры планет. Несложно догадаться, между какими именно проходит "снеговая линия".
Сравнительные размеры планет. Несложно догадаться, между какими именно проходит "снеговая линия".

И похожее положение вещей в системе самого Юпитера, по всей видимости, означает, что какое-то время он был самосветящимся телом, "микрозвездой". Вернее, субзвездой, вроде субкоричневого карлика: у него в недрах не шла термоядерная реакция, но он всё же светился достаточно ярко, чтобы чувствительно нагревать ближайшие спутники (то есть аналог снеговой линии был и в спутниковой системе Юпитера в тот период).

Однако существует и другое предположение: более близкие к планете спутники подвергаются более сильному приливному разогреву со стороны других спутников и самого Юпитера. Это могло привести к тому, что ледяная кора над океаном-мантией у них оказывалась уж очень тонкой и хрупкой, часто ломалась, а при каждом "вскрытии" океана в вакуум улетало некоторое количество водяного пара (удержать его тело размером с Луну не может). Постепенно, за миллиарды лет, Ио потеряла всю воду, а Европа - большую часть. Ганимед и Каллисто же остались примерно в первозданном состоянии.

Но этот теория существенно менее популярна. Ведь даже Энцелад, спутник Сатурна, за счёт утечек воды с которого формируются его кольца, всё ещё не потерял её до конца - а ведь он гораздо меньше Ио и Европы. То есть, скорее всего, различия в химическом составе спутников имелись изначально.

Криовулканы-гейзеры Энцелада - источник воды для колец Сатурна.
Криовулканы-гейзеры Энцелада - источник воды для колец Сатурна.

Вообще, если уж планировать дальнюю космическую экспедицию, то Марс на настоящий момент не то, чтобы не интересен, но есть сомнения в том, большая экспедиция к нему окупится в научном отношении. Разумнее было бы послать масштабную исследовательскую миссию куда-то, где имеется сразу большое количество интересных для изучения объектов.

Идеальным вариантом была бы система Юпитера. Но, правда, и весьма сложным и небезопасным: радиационные пояса Юпитера очень мощны, они опасны и для техники, и для людей. Спутниковая система Сатурна в этом отношении всё же удобнее (и там тоже есть, что изучать - начиная с того же Энцелада).

PS:

Отправленная к Юпитеру в 2011 г. АМС получила название "Джуно", то есть "Юнона" - аналог Геры, жена Юпитера/Зевса. И вот она, наконец, нанесла визит своему мужу, окружённому любовником и любовницами...

Шутка, затянувшаяся на 400 лет.

PPS:

Возможно, что крупнейшие спутники Юпитера были известны ещё инкам. Предположительно, их астрономы в условиях сверхчистого горного воздуха могли разглядеть Галилеевы спутники невооружённым глазом. Само по себе это вполне возможно: если бы не Юпитер, они были бы видны с Земли как объекты 4-5 звёздной величины, то есть вполне заметные. Не обнаружили их в дотелескопную эру исключительно из-за того, что они тонули в сиянии намного более яркого Юпитера. Но в высокогорье ситуация другая: у тамошних наблюдателей условия были лучше...