Що цікавого побачить JUICE на Ганімеді

Космічний зонд JUICE, який Європейське космічне агентство запустило в космос 14 квітня, призначений для вивчення Юпітера та його крижаних супутників. Найбільше часу він витратить на вивчення Ганімеда — найбільшого місяця у Сонячній системі. На ньому він зможе побачити чимало цікавого.

JUICE досліджуватиме Ганімед
JUICE досліджуватиме Ганімед

Ганімед — головна мета місії JUICE

14 квітня з космодрому Куру у Французькій Гвіані стартував космічний апарат JUICE, побудований Європейським космічним агентством (ESA). Наступні кілька років він проведе, подорожуючи Сонячною системою, аж поки не дістанеться мети свого польоту — газового гіганта Юпітера.

На борту цього зонда розташовані різноманітні камери, спектрографи, радари, прилади для вимірювання магнітного та гравітаційного полів. Усе це він застосує для дослідження чотирьох найбільших супутників Юпітера — Іо, Європи, Ганімеда та Каллісто. При цьому найбільше часу — 30% від загальної тривалості наукової роботи — JUICE досліджуватиме Ганімед, який є найбільшим не лише серед тіл, що обертаються навколо Юпітера, але й навколо всіх інших планет Сонячної системи.

Запуск JUICE

Найбільший супутник Сонячної системи

Ганімед — дійсно велике тіло. Його діаметр складає 5268 км. Це приблизно на 2% більше, ніж у його найближчого суперника — сатурніанського супутника Титана, а також на 8% більше, ніж у найменшої планети Сонячної системи — Меркурія.

При цьому маса Ганімеда складає всього 45% від маси Меркурія. Так сталося через те, що, на відміну від найближчої до Сонця планети, яка має величезне залізне ядро, найбільший супутник Юпітера складається переважно з силікатів та криги, які значно легші.

Ганімед робить оберт навколо Юпітера за сім діб. Це рівно у два рази довше, ніж Європа, та в 4 — ніж Іо. Так сталося через те, що всі три тіла перебувають в орбітальному резонансі. Середня відстань найбільшого супутника від планети-гіганта складає 1 млн 70 тис. км, тобто він розташований від неї приблизно у 2,5 раза далі, ніж Місяць від Землі.

Попри це, припливні сили від гігантської планети достатньо потужні, щоб загальмувати обертання Ганімеда навколо власної осі й зробити його синхронним. Внаслідок цього супутник завжди повернутий до Юпітера одним і тим самим боком. А Сонце сходить на його небосхилі всього раз на тиждень.

Внутрішня будова та магнітне поле

На відміну від сусідньої Європи з її рівною світлою поверхнею, посіченою переважно лише тріщинами, Ганімед має темніший колір і практично весь укритий кратерами. Це примушує вчених замислитися над відмінностями внутрішньої будови двох небесних тіл.

Ганімед
Ганімед. Джерело: Вікіпедія

Утворилися вони з однієї й тієї ж суміші каміння та льоду. Однак на Європі через те, що вона розташована ближче до Юпітера, йшов інтенсивний внутрішній розігрів. Внаслідок цього крига розтанула й усі силікатні породи опинилися в центрі.

На Ганімеді, судячи з наявності на його поверхні дуже старих кратерів і відсутності слідів тріщин, повного розшарування не було. Хоча сліди часткового розплавлення присутні. Чим вони викликані — достеменно невідомо, проте у цього небесного тіла є одна особливість, якої нема у Європи: найбільший супутник Юпітера є єдиним подібним об’єктом, що має потужне магнітне поле. А воно може існувати тільки за умови, якщо в його центрі є важке ядро, яке обертається відносно зовнішніх шарів, створюючи ефект динамо. Тобто суцільною холодною «кашею» криги та силікатів Ганімед бути не може.

Дослідження магнітного поля Ганімеда — того, звідки воно виникає, які має особливості та як взаємодіє зі значно потужнішим полем газового гіганта — буде одним із найголовніших завдань JUICE. 

Океан під поверхнею

Більшість дослідників сходяться на тому, що під поверхнею Ганімеда є океан рідкої води. На що він схожий і яку глибину має — тут уже думки сильно різняться. Деякі дослідження вказують на те, що його глибина сягає кількох сотень кілометрів. У такому разі за об’ємом він є найбільшим у Сонячній системі.

Внутрішня будова Ганімеда
Внутрішня будова Ганімеда

Інші дослідження говорять про те, що океани на Ганімеді можуть бути багатошаровими. В такому разі кожен із них повинен мати глибину в кілька кілометрів. А між ними розташовані багатокілометрові шари криги.

Ця крига може бути цікавою сама по собі. Тиск на великій глибині під поверхнею Ганімеда дуже високий, а отже, там є умови для утворення гексагонального льоду чи ще більш екзотичних його модифікацій.

JUICE має визначити, що насправді ховається під поверхнею супутника. Для цього він обладнаний кількома приладами, найважливішими з яких є радар і гравіметр. Перший з них дозволяє радіохвилям проникати під поверхню небесного тіла і, вловлюючи відбите випромінювання, знаходити нерівномірності глибинної структури. Другий вимірюватиме варіації сили тяжіння на Ганімеді. Вони існують на всіх великих планетах, уже досліджених подібним чином, і здатні багато чого розповісти про їхню внутрішню будову. Наприклад, десь під поверхнею гігантського супутника можуть ховатися окремі «кишені» з рідкою водою чи скупчення силікатних порід.

Ганімед: органіка на поверхні

Скоріш за все, на Ганімеді немає підводних вулканів, як на Європі. Проте речовини, що можуть вказувати на можливість існування життя, на ньому є. І знайти їх можна просто на його поверхні. Річ у тім, що зовнішні шари супутника лише частково складаються з водяної криги. Решта припадає на «сухий лід» — тверду вуглекислоту. Крім того, там має бути ціан, діоксид сірки, сірчана кислота та складні сполуки вуглецю.

Поверхня Ганімеда
Поверхня Ганімеда. Джерело: NASA

Зрозуміти, що вони собою являють і яке походження мають, буде ще однією задачею JUICE. Для цього на його борту є цілих три спектрографи, що працюють у видимому, ультрафіолетовому та мікрохвильовому діапазонах.

Цікавою особливістю Ганімеда також є те, що він має тонку атмосферу, яка складається переважно з кисню у трьох різних модифікаціях: атомарній (О), молекулярній (О₂) та озону (О₃). Малоймовірно, що така атмосфера могла б забезпечити можливість життя на поверхні. А от у товщі криги, збагаченій цією речовиною, воно цілком могло б існувати.

Топографічна карта Ганімеда

Найцікавішою ж задачею, що стоятиме перед JUICE, буде складання топографічної карти Ганімеда. Досі космічні апарати знімали у високій роздільній якості лише окремі фрагменти його поверхні. Але європейський космічний зонд має оглянути її всю.

Найцікавішою особливістю Ганімеда є мозаїка світлих і темних ділянок. Перші містять відносно невелику кількість кратерів. Схоже, що саме тут усього кілька сотень мільйонів років тому відбувалося розплавлення поверхні. Вони займають приблизно 70% супутника.

Темніші ж ділянки займають решту поверхні. Вони явно старші й майже повністю вкриті кратерами. Найстаріші з них мають вік 4 млрд років, тобто вони утворилися на самому початку існування Сонячної системи.

Область Галілея на Ганімеді
Область Галілея на Ганімеді. Джерело: interestingengineering.com

Найбільшим темним регіоном є область Галілея. Вона має форму кола діаметром 3200 км й дуже схожа на місячні моря, але, на відміну від них, не є слідом від удару колосального тіла. Зате на ній самій кратерів вистачає. Найбільшим із них є факула Мемфіс діаметром 360 км. Її характерною особливістю є те, що вона майже пласка, тобто заглиблення в її центрі непомітне.

Такі об’єкти надзвичайно поширені на Ганімеді й мають назву палімпсестів. Інша характерна деталь поверхні цього супутника — численні ритвини та гребені. Розібратися в них і створити докладну карту є одним із завдань місії JUICE.

Тільки найцікавіші новини та факти у нашому Telegram-каналі!

Приєднуйтесь: https://t.me/ustmagazine

Наступна місія до Плутона відбудеться не раніше 2050 року
Водні планети на орбітах білих карликів добре підходять для пошуку життя
Телескоп у Південній Америці зазнімкував космічного коропа коі
Астрономи відкрили чотири мінінептуни
Гігантський Магелланів телескоп став на крок ближчий до будівництва
Ракетний ступінь великим планом: японський супутник здійснив історичне зближення з космічним сміттям
Міжзоряний ремонт завершено: Voyager 1 відновив передачу всіх наукових даних
Важливий експеримент: NASA відправила у космос відео та фото з домашніми улюбленцями
Астрономи відкрили у пари зір дивовижні паралельні диски
James Webb виявив найвіддаленіший вибух наднової у ранньому Всесвіті