Ганимед — третий по удалённости спутник Юпитера. Он обладает целым рядом интересных особенностей. Помимо того, что Ганимед — крупнейший спутник в Солнечной системе, он также имеет тонкую атмосферу и магнитное поле. К тому же есть вероятность, что в недрах этого космического тела плещется океан, состоящий из жидкой воды. Об этих и других особенностях Ганимеда мы поговорим в сегодняшней статье.
Открытие Ганимеда
Все четыре крупнейших спутника Юпитера, включая Ганимед, открыл астроном Галилео Галилей зимой 1610 года.
Название спутника
Сам Галилей назвал открытые им спутники планеты‑гиганта «планетами Медичи» и присвоил им порядковые номера. Название для крупнейшего тела, вращающегося вокруг Юпитера, предложил астроном Симон Марий. Он наблюдал систему Юпитера раньше Галилея, но не опубликовал результаты исследований. Долгое время название «Ганимед» не использовалось астрономическим сообществом и распространилось только в прошлом веке.
Третий спутник Юпитера получил имя в честь персонажа греческой мифологии — Ганимеда. Согласно легенде, Зевс (он же Юпитер в римской мифологии) увидел прекрасного юношу — Ганимеда — и влюбился в него. Бог вознёс смертного на Олимп и сделал его своим виночерпием — человеком, следящим за запасами вина и подносящим спиртное гостям во время пира. Имя спутника также нетипично, как и он сам: все крупные сателлиты планеты носят имена женщин‑возлюбленных бога‑громовержца, а Ганимед назван в честь мужчины.
Орбита и движение Ганимеда
Полный оборот вокруг Юпитера Ганимед совершает за семь суток. В движении трёх спутников планеты наблюдается орбитальный резонанс. Это очень интересное явление, и вот в чём его суть: в то время как Ганимед делает один полный оборот вокруг газового гиганта, спутник Европа обращается два раза, а ближайшее к планете тело — Ио — проходит четыре полных круга. Такое движение кажется искусственно созданным, но на самом деле оно сложилось благодаря влиянию гравитации спутников друг на друга.
По отношению к Юпитеру Ганимед всегда обращён к нему одним из своих полушарий. Это явление называется синхронным вращением. Оно возникает при совпадении скорости вращения спутника вокруг своей оси и скорости его движения по орбите. Ганимед не единственный спутник Юпитера, имеющий синхронное вращение: все четыре крупных тела обращены к планете одной стороной.
Вокруг своей оси Ганимед делает один оборот за 7 дней и 3 часа.
Атмосфера Ганимеда
Атмосфера Ганимеда тонкая и разрежённая. Давление на поверхности спутника крайне низкое — меньше земного на целых десять порядков. Состоит газовая оболочка преимущественно из атомарного и молекулярного кислорода. В атмосфере присутствуют такие газы, как озон и водород.
Кислород в составе атмосферы Ганимеда образовался абиотическим путём. Его появление обусловлено воздействием радиации и ультрафиолетового излучения на водяной лёд. Под их действием молекулы воды распадаются на составляющие — кислород и водород. Этот процесс в химии называется радиолизом.
Физические свойства спутника
Как уже упоминалось ранее, Ганимед — самый крупный спутник в Солнечной системе. Его диаметр равен 5268 км, что превышает диаметр планеты Меркурий.
Площадь поверхности спутника Юпитера насчитывает около 87 млн кв. км.
Масса Ганимеда составляет 45 % от массы Меркурия и всего 0,025 % от массы нашей планеты. Имея больший объём, чем Меркурий, Ганимед уступает ему по массе из‑за большого количества льда в составе.
Плотность спутника — почти 2 г/см³. Ускорение свободного падения вблизи экватора составляет 1,428 м/с2.
Состав и строение Ганимеда
В составе спутника преобладают горные породы и водяной лёд, их доли распределены примерно поровну. Состав силикатных веществ, составляющих недра Ганимеда, пока не известен науке. Предполагается, что они содержат много железа и его оксидов.
На поверхности тела обнаружены интересные вещества. Одно из них — диоксид серы, который образуется в результате вулканической активности. Сульфат натрия и сульфат магния, найденные на спутнике, могут указывать на подповерхностный океан Ганимеда. Также учёные обнаружили органические соединения в составе спутника.
Ганимед обладает тектонической активностью. Ядро в его недрах имеет жидкую структуру. Его радиус составляет 700–900 км, а плотность находится в пределах 5–6 г/см³. Температура ядра Ганимеда — 1500–1700 °C.
Вокруг ядра расположена мантия, состоящая из силикатных пород. В её составе много железа. Покрывает мантию слой водяного льда толщиной более 900 км.
Магнитное поле Ганимеда
Магнитное поле — ещё одна особенность Ганимеда, выделяющая его среди всех спутников в Солнечной системе. Благодаря жидкому вращающемуся ядру самый крупный спутник Юпитера формирует вокруг себя магнитосферу. Более того, магнитное поле Ганимеда превосходит по мощности магнитное поле Меркурия. Магнитосфера спутника распространяется в космическое пространство на 2–2,5 диаметра самого Ганимеда. Благодаря наличию магнитного поля на Ганимеде можно наблюдать полярные сияния.
Рельеф Ганимеда
На поверхности спутника различают два типа рельефа. Один из них представляет собой более тёмные области, испещрённые кратерами. Другой — более молодая поверхность, на которой можно различить борозды, хребты и канавки. Светлые области занимают две трети площади спутника и являются результатом выхода расплавленных горных пород на поверхность, что, в свою очередь, указывает на былую тектоническую активность Ганимеда. Юпитер вносит свои коррективы в черты рельефа Ганимеда. На поверхности спутника можно наблюдать так называемые «цепочки кратеров». Они формируются при ударах о поверхность спутника космических тел, разрушенных гравитацией газового гиганта. Также на Ганимеде присутствуют полярные шапки, состоящие из водяного льда.
Климат Ганимеда
Как такового климата на Ганимеде не существует. Его атмосфера слишком разрежена, чтобы формировать климатические процессы. Под климатом Ганимеда понимают температуру и радиационный фон на поверхности.
Температура на спутнике низкая и имеет тенденцию к скачкам. Иными словами, температура зависит от места, в котором её измеряют. Например, в кратере Трос она опускается до −203 °C, а в самой тёплой области спутника составляет −112 °C. Закономерность, влияющая на температуру, связана с типом поверхности: более светлые участки Ганимеда холоднее, а те, что темнее, — относительно теплее.
Исследования Ганимеда
Первыми из космических аппаратов, приблизившихся к Ганимеду, были американские «Пионер‑10» и «Пионер‑11». Они передали на Землю фотографии спутника, а также исследовали его размер и плотность.
В 1979 году оба «Вояджера» сфотографировали Ганимед с помощью более качественной аппаратуры.
Следующим в систему Юпитера был запущен зонд «Галилео». Он провёл около Юпитера целых восемь лет, собирая данные о планете и спутниках. Аппарат обнаружил магнитное поле у космического тела, а также передал данные о возможном наличии жидкого океана под поверхностью. «Галилео» провёл и спектральный анализ спутника.
Направляясь к Плутону, аппарат «Новые горизонты» сделал снимки спутника Юпитера и собрал больше данных о его рельефе.
В 2021 году станция «Юнона» приблизилась к Ганимеду на расстояние почти в 1000 км и сделала снимки с самой короткой дистанции. «Юнона» до сих пор находится на орбите вокруг Юпитера, но её основная задача — исследование планеты, а не спутников.
В 2034 году к Ганимеду должен направиться аппарат JUICE. Он полетит к спутнику Юпитера, чтобы собрать более детальные сведения о нём. Возможно, именно эта миссия найдёт маркеры, указывающие на наличие живых организмов под поверхностью Ганимеда.
Перспективы Ганимеда
Исследования Ганимеда считаются перспективными по нескольким причинам. Самое главное, что привлекает учёных, — возможность существования жизни в подповерхностном океане. Поиски такой жизни на данный момент наиболее приоритетны по сравнению с другими направлениями.
Если рассматривать колонизацию Ганимеда в будущем, то это очень сложная задача. Спутник, даже обладая собственным магнитным полем, беззащитен перед радиоактивным излучением Юпитера. Атмосфера Ганимеда сильно разрежена, хоть и состоит из кислорода. Температура на поверхности спутника крайне низкая. Путь от Земли до Ганимеда занимает около десяти лет на современных космических двигателях. Если подытожить, то Ганимед — очень негостеприимное для человека космическое тело. Однако в его освоении есть и свои плюсы: наличие воды и гравитация, при которой мышцы человека атрофируются медленнее.