Ganimedovo područje. Kako je otkriven mjesec Ganimed

Satelit Jupitera Ganimed- najveći satelit ne samo ove planete, već i čitavog Sunčevog sistema. Toliko je velik da po veličini premašuje planetu, a ujedno je i jedini planetarni satelit koji se može pohvaliti prisustvom magnetosfere i, doduše, slabe, ali ipak kisikove atmosfere!

Ganimed je najviše veliki satelit Jupiter

Kako je otkriven mjesec Ganimed

"Zvanično" Ganimed je otkriven Galileo Galilei Dana 7. januara 1610. godine, a otkriveno je sasvim slučajno - posmatrajući, astronom je skrenuo pažnju na četiri male "zvijezde" pored sebe i, primijetivši njihovu promjenu sljedeće noći, napravio tačnu pretpostavku da u njoj nema zvijezda. ispred njega, ali Jupiterovi meseci. Galileo se nije zamarao imenima i sva novootkrivena nebeska tijela (Kalisto, Evropa, Io, Ganimed) krstio je na jednostavan način: Jupiter 1, 2, 3 i 4.

Ganimed se na ovoj listi pojavio kao "Jupiter 3".

Međutim, ovdje je na scenu stupio njemački astronom Simon Mari, koji je tvrdio da je Jupiterove satelite posmatrao još 1609. godine, i unapred mislio da im da mnogo zvučnije i zanimljiva imena. Tako je nastalo ime Ganimed- u Grčki mitovi ovo ime je nosio sin trojanskog kralja Uže, koju je Zeus (Jupiter) podigao na nebo i uključio u svoju pratnju.

Međutim, ovaj naziv je ušao u široku upotrebu tek u 20. stoljeću.

Dimenzije, pejzaž i sastav površine Ganimeda

Ganimed je najveći mjesec u Sunčevom sistemu, sa prečnikom od 5268 kilometara i rekordnom masom za planetarne satelite od 1,4619 x 1023 (2 naša mjeseca). Sudeći po karakteristikama gustine supstance koja čini njegovu masu, Ganimed se sastoji od približno jednakih proporcija kamenog i vodenog leda. Stupovi imaju ledene kape napravljene od vodenog leda.

Ganimed napravi revoluciju oko Jupitera za 7 dana i 3 sata, a prosječna udaljenost od Jupitera za ovaj satelit je 1.070.400 kilometara.

Unutra, satelit ima jezgro od tekućeg željeza, silikatni omotač i ljusku od leda. Jezgro ima radijus od 500 km, a temperatura mu je 1500-1700 K uz pritisak od 10 Pa.

Plašt je predstavljen hondritima i gvožđem. Vanjska ledena kora Ganimeda ima debljinu do 800 km, s velikom vjerovatnoćom može se tvrditi da se ispod površine ovog Jupiterovog satelita nalazi tekući ocean.

Na površini satelita razlikuju se dva izražena tipa reljefa. Prva su drevna područja prekrivena kraterima (tamni) koji zauzimaju 1/3 površine, druga su mlade teritorije sa grebenima i "jarugama" (svjetlo).

Mladi pejzaž je formiran tektonikom, ali, naravno, drugačije prirode nego na Zemlji. Uzrok stvaranja planinskih lanaca i ponora na Ganimedu je kriovulkanizam (erupcija ledenih vulkana) i plimsko zagrijavanje.

Obilje kratera na "drevnim" ravnim područjima planete pripisuje se periodu prije 3,5-4 milijarde godina, kada je Ganimed bio podvrgnut snažnom napadu asteroida.

Pejzaž Ganimeda je prilično bizaran, tu i tamo ga presecaju široke trake, kao da je kroz njih prošlo divovsko klizalište. Zapravo, to su područja tlačne napetosti površine

Atmosfera i magnetosfera Ganimeda

Kao što je već napomenuto, upravo Ganimed ima nešto čime se ne mogu pohvaliti sve planete Sunčevog sistema - jako je pražnjen, ali ipak atmosfera kiseonika. Kiseonik se u njemu pojavljuje zbog prisustva naslaga vodenog leda na površini satelita, pod dejstvom ultraljubičasto zračenje razlažući se na vodonik i kiseonik. Štaviše, budući da je ozon pronađen i u atmosferi Ganimeda, najvjerovatnije je da satelit ima i jonosferu.

Prisustvo atmosfere (ili bolje rečeno, prisustvo atomskog vodonika u njoj) dovodi do toga efekat airbrush-a- slabo svjetlosno zračenje koje se pojavljuje na polovima planete.

Međutim, iako izraz "kiseonička atmosfera" zvuči jako lijepo i sugerira kolonizaciju i vanzemaljske inteligencije, vrijedi zapamtiti da je pritisak atmosfere Ganimeda samo 0,1 Pa, odnosno neznatan dio zemljinog.

Čak više zanimljiva karakteristika ovaj Jovijanov mjesec je magnetosfera. Da, Ganimed ima magnetosferu, veličinu stabilne magnetni moment koji dostiže - 1,3 x 10 3 T m 3 (tj. 3 puta veći od Merkura). Snaga magnetsko polje dostiže 719 Tesla, a prečnik magnetosfere dostiže 13156 km. Zatvorene linije polja su ispod 30° geografske širine, gdje se nabijene čestice hvataju i formiraju radijacijski pojas. Među ionima, jedan ionizirani kisik je najčešći.

Kada magnetosfera Ganimeda i plazma Jupitera dođu u kontakt, uočava se situacija vrlo slična kontaktu solarni vetar i Zemljine magnetosfere. Međutim, mora se priznati da je magnetsko polje satelita preslabo i nesposobno da zadrži fluksove zračenja koje emituje Jupiter, pa da smo na površini Ganimeda, uprkos prisustvu magnetosfere, ne bismo bili u nevolji.

Struktura veliki mjesec Jupiter - Ganimed

Proučavanje Ganimeda u naše vrijeme i izgledi za kolonizaciju Jupiterovog mjeseca

AT modernim vremenima nekoliko istraživačkih sondi je poslato na Jupiter, tako da imamo prilično detaljne podatke ne samo o džinovskoj planeti, već i o njenim satelitima.

Svemirske letelice Pioneer 10 (1973) i Pioneer 11 (1974) dale su nam uvid u fizičke karakteristike Jupiterovih satelita, Voyager 1 i Voyager 2 (1979) su dali fotografije i "uzorke atmosfere", ali su ti uređaji radije postavljali pitanja...

Počela je da daje odgovore sonda Galileo, koja je proučavala Ganimeda od 1996. do 2000. Upravo on je uspio da otkrije magnetno polje, unutrašnji okean i pruži mnoge spektralne slike. I 2007. godine dobili smo ne samo spektre, već i topografska karta ovog satelita, snimila sonda New Horizons.

Trenutno je još uvijek puno neriješenih pitanja u vezi s Jupiterovim mjesecima, njihovom prikladnošću za kolonizaciju i potencijalom za život. Međutim, ni NASA, ni Roskosmos, ni Evropska unija još nemaju novca za nove ekspedicije.

Međutim, stvari bi se mogle promijeniti u bliskoj budućnosti.

Riječi o kolonizaciji Ganimeda nisu samo riječi. Činjenica je da ovaj satelit, uz sve nedostatke (udaljenost, zračenje, itd.), ima mnogo prednosti kao „srednja baza“ na putu ka „dubokom svemiru“. Zalihe vode, neke magnetni štit, gravitacija koja vam omogućava da trošite manje energije na polijetanje - sve to Ganimeda čini ne najgorim kandidatom, u svakom slučaju ovaj Jupiterov satelit nudi bolje startne uslove od istog ili našeg.

Ime satelita: Ganimed;

Prečnik: 5270 km;

Pov površina: 87,000,000 km²;

Zapremina: 7,6×10 10 km³;
Težina: 14,82×1022 kg;
Gustina biti: 1936 kg/m³;
Period rotacije: 7,15 dana;
Period cirkulacije: 7,15 dana;
Udaljenost od Jupitera: 1.070.400 km;
Orbitalna brzina: 1,73 km/s;
dužina ekvatora: 16.550 km;
Orbitalni nagib: 0,32°;
Accel. slobodan pad: 1,43 m/s²;
Satelit: Jupiter

Ganimed- sedmi satelit, treći iz Galilejeve grupe, kao i najveći satelit u. Po veličini i volumenu čak i premašuje, ali je inferiorniji u masi za više od 2 puta. Orbita Ganimeda nalazi se na udaljenosti od 1.070.400 kilometara od Jupitera. Potrebno mu je sedam dana i tri sata da završi puni okret oko planete. Kao i većina poznatih satelita, Ganimedova rotacija je sinhronizovana sa periodom okretanja oko sebe i uvek se okreće istom stranom prema planeti. Unutrašnja struktura satelita je centralno jezgro sa radijusom od 500 km, silikatnim stijenama, plaštom i slojem leda od 900 km. Nukleus sastoji se od rastopljenog gvožđa i ima gustinu od približno 5500 kg/m³. U tečnom jezgru Ganimeda, aktivno hemijski pokreti a ovo stvara svoje magnetno polje, čija granica završava na 5300 km od satelita.

Ganimed se sastoji od približno jednakih količina silikatnih stijena i vodenog leda. To je potpuno diferencirano tijelo sa tečnim jezgrom bogatim željezom. Postoji pretpostavka da ispod debelog sloja leda, kao i kod, može biti podzemni okean iz tečne vode. Samu površinu Ganimeda predstavljaju dvije vrste površinskih pejzaža. Tamna područja, koja zauzimaju trećinu površine satelita, su prekrivena poklon krateri stara i do četiri milijarde godina. Svijetla područja koja pokrivaju ostatak teritorije su bogata obimnim depresijama i grebenima, koji su nešto mlađi. Razlog poremećene geologije svijetlih regija nije u potpunosti shvaćen, ali je vjerovatno rezultat tektonske aktivnosti uzrokovane periodičnim zagrijavanjem. Površina trećeg Galilejevog mjeseca je 40-50% prekrivena vrlo drevnim i debeli sloj leda. Ovo nije običan led u uobičajenom smislu, zbog niske temperature i visokog unutrašnjeg pritiska, takav vodeni led može postojati u nekoliko modifikacija sa razne vrste kristalna rešetka.

Kao i svi ostali nebeska tela sa tankom atmosferom Klima na Ganimedu gotovo se ne razlikuje od . Minimalna temperatura iznosi -200 °C, a danju, sunčeve zrake satelit se može zagrijati do -120 °C. gasni omotač oko satelita se u potpunosti sastoji od kiseonika i ima pritisak od 1-2 μPa (10 11 puta manji atmosferski pritisak ).

Proširena slika Ganimeda u boji koju je napravila svemirska letjelica Galileo 2001.
Ganimed je najveći mjesec u Sunčevom sistemu i jedini
Jupiterovi mjeseci, nazvani po muškom bogu

Ganimed u poređenju sa Zemljom i Mjesecom. Jupiterov mjesec po zapremini
3,45 puta veći od Mjeseca i 14,25 puta manji od Zemlje

Callisto

Ime satelita: Callisto;

Prečnik: 4820 km;

Pov oblast: 73,000,000 km²;

Zapremina: 5,9×10 10 km³;

Težina: 10,75×1022 kg;

Gustina biti: 1834 kg/m³;

Period rotacije: 16,7 dana;

Period cirkulacije: 16,7 dana;

Udaljenost od Jupitera: 1.882.000 km;

Orbitalna brzina: 8,2 km/s;

dužina ekvatora: 15.135 km;

Orbitalni nagib: 0,19°;

Accel. slobodan pad: 1,24 m/s²;

Satelit: Jupiter

Posljednji galilejski satelit dobio je ime po kćeri kralja Likaona i Zevsove ljubavnice - Kalisto. Calisto okreće se u kružnoj orbiti na udaljenosti od 1.882.000 km od . Baš kao i ostali sateliti, njegova rotacija oko planete je sinhrona s njegovom vlastitom rotacijom oko ose, tako da je satelit uvijek okrenut na jednu stranu prema Divu. Brzina orbitalne rotacije je 29.520 km/s, a trajanje godine je dvostruko duže od Ganimedovog - 16 dana 16 sati i 48 minuta. Površinski sloj Kalisto je posut mrežom kratera i prekriven hladnom i tvrdom ledenom litosferom čija je debljina različite procjene kreće se od 80 do 150 km. Može biti prisutan ispod leda slani ocean dubine 50-200 km. U centru satelita gusto jezgro, koji se sastoji od presovanog leda i stijene. 2003. aparat "Galileo" napravio osam bliskih preleta od Callista, maksimalni prilaz - 138 km. Tada su, na osnovu dobijenih slika, naučnici mogli detaljno da opišu površinu i atmosferu satelita. Drevna površina Kalista jedna je od najnaseljenijih kratera. Krateri toliko da se jednostavno preklapaju, formirajući mrlje prečnika od 5 do 1000 km. Takođe, na slikama nisu uočena velika odstupanja u reljefu. Iako površina Callista nije po glatkoći slična površini, to se na njoj ipak nije primijetilo. velike planine ili vulkana, a cijeli pokrov satelita je ravan reljef.

Ogroman meteorit koji je pao na površinu Kalista doveo je do formiranja džinovske strukture okružene prstenastim talasima - tzv. Valhalla. U njegovom središtu nalazi se krater prečnika 350 km, au radijusu od 2000 km od njega nalaze se mali planinski lanci.
Najvjerovatnije, satelit je formiran od magline prašine i plina koja okružuje Jupiter nakon njegovog formiranja. One čestice koje Jupiter nije imao vremena da apsorbuje,

od kojih su nastali takvi talasi udarna sila meteorit koji je pao na površinu satelita.

Prečnik Valhale je 3800 km, au njenom središtu se nalazi udarni krater prečnika 350 km.

Jupiterov mjesec Ganimed je otkrio Galileo Galilei 7. januara 1610. koristeći svoj prvi teleskop. Tog dana, Galileo je u blizini Jupitera vidio 3 "zvijezde": Ganimeda, Kalista i "zvijezdu", za koje se kasnije ispostavilo da su dva satelita - Evropa i Io (tek sljedeće noći ugaona udaljenost između njih se povećala dovoljno za odvojeno posmatranje) . Galileo je 15. januara došao do zaključka da su svi ovi objekti zapravo nebeska tijela koja se kreću u orbiti oko Jupitera. Galileo je četiri satelita koja je otkrio nazvao "Mediči planete" i dodijelio im serijske brojeve.
Francuski astronom Nicolas-Claude Fabry de Peyresque predložio je da se satelitima daju posebna imena po četiri člana porodice Mediči, ali njegov prijedlog nije prihvaćen. Otkriće satelita tvrdio je i njemački astronom Simon Marius, koji je posmatrao Ganimeda 1609. godine, ali nije na vrijeme objavio podatke o tome. Marius je pokušao da mjesecima da imena "Saturn od Jupitera", "Jupiter od Jupitera" (bio je to Ganimed), "Venera od Jupitera" i "Merkur od Jupitera", što se takođe nije uhvatilo. Godine 1614., slijedeći Johannesa Keplera, predložio je nova imena za njih po imenima bliskih Zevsu.
Međutim, ime "Ganimed", kao i imena koja je Marius predložio za druge Galilejeve satelite, praktično se nije koristilo sve do sredine 20. veka, kada je postalo uobičajeno. U velikom dijelu ranije astronomske literature, Ganimed je označen (u sistemu koji je uveo Galileo) kao Jupiter III ili "Jupiterov treći mjesec". Nakon otkrića satelita Saturna, za satelite Jupitera počeo je da se koristi sistem označavanja zasnovan na predlozima Keplera i Mariusa.
Trenutno je poznato da je Ganimed najveći mjesec u Jupiterovom sistemu, kao i najveći mjesec u Sunčevom sistemu. Njegov prečnik je 5262 km, što premašuje veličinu planete Merkur za 8%. Njegova masa je 1.482 * 10 23 kg - više od tri puta veće od mase Evrope i dvostruko veće od mase Mjeseca, ali to je samo 45% mase Merkura. Prosječna gustina Ganimed je manji od Ioa i Evrope - 1,94 g / cm 3 (samo dvostruko više od vode), što ukazuje na povećan sadržaj leda u ovom nebeskom tijelu. Procjenjuje se da je vodeni led najmanje 50% ukupna masa satelit.

SC "GALILEO": GANIMED

KARAKTERISTIKE GANYMEDE
Druga imena	Jupiter III
Otvaranje
Discoverer	Galileo Galilei
datum otvaranja	7. januara 1610
Orbitalne karakteristike
Periyovium	1.069.200 km
Apoyovy	1.071.600 km
Prosječni radijus orbite	1.070.400 km
Orbitalni ekscentricitet	0,0013
zvezdani period	7.15455296 d
Orbitalna brzina	10.880 km/s
Raspoloženje	0,20° (do Jupiterovog ekvatora)
fizičke karakteristike
Srednji radijus	2.634,1 +/- 0,3 km (0,413 Zemlja)
Površina	87,0 miliona km 2 (0,171 Zemlja)
Volume	7,6 * 10 10 km 3 (0,0704 Zemlja)
Težina	1,4819 * 10 23 kg (0,025 zemlja)
Prosječna gustina	1,936 g/cm3
Ubrzanje slobodnog pada na ekvatoru	1,428 m/s 2 (0,146 g)
Sekunda svemirska brzina	2.741 km/s
Period rotacije	sinhronizirano (okrenuto prema Jupiteru s jedne strane)
Axis Tilt	0-0,33°
Albedo	0,43 +/- 0,02
Vidljivo magnitude	4,61 (u opoziciji) / 4,38 (1951.)
Temperatura
površno	min. 70K / avg. 110K / max. 152K
Atmosfera
Atmosferski pritisak	trag
spoj:	kiseonik
KARAKTERISTIKE GANYMEDE

Ganimed se nalazi na udaljenosti od 1.070.400 kilometara od Jupitera, što ga čini trećim najudaljenijim Galilejevim satelitom. Potrebno je sedam dana i tri sata (7.155 zemaljskih dana) da se završi jedna orbita oko Jupitera. Kao i većina poznatih satelita, Ganimedova rotacija je sinhronizovana sa rotacijom Jupitera i uvek je okrenuta istom stranom prema planeti. Njegova orbita ima blagi nagib prema Jupiterovom ekvatoru i ekscentricitet koji varira kvaziperiodično zbog sekularnih poremećaja od Sunca i planeta. Ekscentricitet varira u rasponu od 0,0009-0,0022, a nagib - u rasponu od 0,05°-0,32°. Ove orbitalne oscilacije uzrokuju promjenu nagiba ose rotacije (ugao između ove ose i okomite na ravninu orbite) od 0 do 0,33°.
Kao rezultat takve orbite, u utrobi nebeskog tijela oslobađa se mnogo manje toplinske energije nego u Io i Europa, koji su bliže Jupiteru, što dovodi do izuzetno neznatne aktivnosti u ledenoj kori Ganimeda. Dok leti oko orbite, Ganimed takođe učestvuje u orbitalnoj rezonanciji 1:2:4 sa Evropom i Iom.

Orbitalna rezonancija nastaje kada sile sprečavaju objekt da se zaključa u stabilnu orbitu. Evropa i Io do danas redovno rezoniraju orbite jedne druge, a čini se da se nešto slično dogodilo i Ganimedu u prošlosti. Trenutno, Evropi treba duplo duže da kruži oko Jupitera, dok je Ganimedu potrebno četiri puta duže.
Maksimalna konvergencija Io i Evrope se dešava kada je Io u pericentru, a Evropa u apcentru. Evropa se približava Ganimedu, u svojoj periapsi. Stoga je nemoguće postrojiti sva tri ova satelita u jednu liniju. Ova rezonancija se zove Laplaceova rezonanca.
Moderna Laplasova rezonanca nije u stanju da poveća ekscentricitet Ganimedove orbite. Trenutna vrijednost ekscentriciteta je oko 0,0013, što može biti posljedica njegovog povećanja zbog rezonancije u prošlim epohama. Ali ako se trenutno ne povećava, onda se postavlja pitanje zašto se nije vratilo na nulu zbog disipacije energije plime i oseke u dubinama Ganimeda. Možda se posljednje povećanje ekscentriciteta dogodilo nedavno - prije nekoliko stotina miliona godina. Pošto je ekscentricitet Ganimedove orbite relativno nizak, zagrevanje ovog satelita je zanemarljivo. Međutim, u prošlosti je Ganimed možda prošao kroz Laplasovu rezonanciju jednom ili više puta, što je moglo povećati ekscentricitet orbite na vrijednosti od 0,01-0,02. Ovo je vjerovatno uzrokovalo značajno zagrijavanje Ganimedove unutrašnjosti od plime i oseke, što je moglo uzrokovati da tektonska aktivnost formira neujednačen krajolik.
Postoje dvije hipoteze za porijeklo Laplaceove rezonance Ia, Evrope i Ganimeda: da postoji od pojave Sunčevog sistema ili da se pojavila kasnije. U drugom slučaju, verovatan je sledeći razvoj događaja: Io je podigla plimu na Jupiteru, što je dovelo do njenog udaljavanja od njega sve dok nije ušla u rezonanciju 2:1 sa Evropom; nakon toga, radijus Iove orbite je nastavio da raste, ali deo ugaoni moment je prebačena u Evropu i takođe se udaljila od Jupitera; proces se nastavio sve dok Evropa nije ušla u rezonancu 2:1 sa Ganimedom. Na kraju, radijusi orbita ova tri satelita dostigli su vrijednosti koje odgovaraju Laplaceovoj rezonanciji.

Moderni model Ganimeda sugerira da se silikatno-ledeni omotač proteže ispod ledene kore do malog metalnog jezgra veličine oko 0,2 Ganimedovog radijusa. Prema svemirskom brodu Galileo, u utrobi Ganimeda, između slojeva leda, može postojati ogroman okean tekuće vode. Zaključak o postojanju željeznog jezgra donesen je na osnovu otkrića Ganimedove magnetosfere Galileo opremom 1996-1997. Ispostavilo se da sopstveno dipolno magnetno polje satelita ima jačinu od oko 750 nT, što premašuje jačinu magnetnog polja Merkura. Dakle, nakon Zemlje i Merkura, Ganimed je treće čvrsto tijelo u Sunčevom sistemu koje ima svoje magnetno polje. Ganimedova mala magnetosfera nalazi se u Jupiterovoj mnogo većoj magnetosferi i samo malo deformiše njegove linije polja.
Na površini Ganimeda uočavaju se dva tipa pejzaža. Trećinu mjesečeve površine zauzimaju tamna područja prošarana udarnim kraterima. Njihova starost dostiže četiri milijarde godina. Ostatak područja zauzimaju mlađe svijetle površine prekrivene brazdama i grebenima. Razlozi složene geologije svijetlih regija nisu u potpunosti shvaćeni. Vjerovatno je povezana s tektonskom aktivnošću uzrokovanom zagrijavanjem plime i oseke.
Na površini Smeđa boja nalazi veliki broj svetli udarni krateri okruženi oreolima svetlosnih zraka materijala izbačenih tokom udara. Dva velika tamna područja na površini Ganimeda nazvana su Galileo i Simon Marius (u čast istraživača koji su nezavisno i gotovo istovremeno otkrili Galilejeve satelite Jupitera). Starost površine nebeskih tijela određena je brojem udarnih kratera koji su se intenzivno formirali u Sunčevom sistemu prije 2...3 milijarde godina. Apsolutna skala starost je izgrađena na Mjesecu, gdje je data direktno (prema rezultatima radioizotopskog proučavanja uzoraka tla dostavljenih na Zemlju iz područja lave). Sudeći po broju meteoritskih kratera, najstariji delovi površine Ganimeda imaju starost od 3...4 milijarde godina.
Na svjetlijoj ledenoj površini Ganimeda uočavaju se nizovi brojnih supparalelnih brazda i grebena, koji donekle podsjećaju na površinu Evrope. Dubina lakih brazdi je nekoliko stotina metara, širina je desetine kilometara, a dužina dostiže hiljade kilometara. Na nekim relativno mladim lokalnim područjima površine uočavaju se brazde. Očigledno, brazde su nastale kao rezultat rastezanja kore. Osobine nekih dijelova površine podsjećaju na tragove rotacije njenih velikih blokova, slično tektonskim procesima na Zemlji.

Zemaljska geografska imena koriste se za označavanje formacija na Ganimedu, kao i imena likova iz starogrčkog mita o Ganimedu i likova iz mitova starog Istoka.
Analiza karakteristika drevne površine Ganimeda koja je preživjela do danas omogućava nam da pretpostavimo da je u početnoj fazi svog postojanja mladi Jupiter zračio mnogo više energije u okolni prostor nego sada. Jupiterovo zračenje moglo bi dovesti do djelomičnog topljenja površinski led na satelitima blizu njega, uključujući Ganimeda. Morfologija nekih dijelova kore satelita može se protumačiti kao tragovi topljenja. Takva tamna područja (neobična mora) su očigledno nastala produktima vodenih erupcija.
Satelit ima tanku atmosferu, što uključuje i takve alotropske modifikacije kiseonik, kao što je O (atomski kiseonik), O 2 (kiseonik) i eventualno O 3 (ozon). Količina atomskog vodonika (H) u atmosferi je zanemarljiva. Nejasno je da li Ganimed ima jonosferu.
Prvo svemirski brod, koji je proučavao Ganimeda, postao je Pionir 10 1973. godine. Mnogo detaljnije studije izvršila je svemirska letjelica Voyager 1979. godine. Svemirska sonda Galileo, koja proučava Jupiterov sistem od 1995. godine, otkrila je podzemni okean i Ganimedovo magnetno polje.

Evolucija Ganimeda

Ganimed je verovatno nastao od akrecionog diska ili magline gasa i prašine koja je okruživala Jupiter neko vreme nakon njegovog formiranja. Formiranje Ganimeda je verovatno trajalo otprilike 10.000 godina (red veličine manje od procene za Kalista). Jupiterova maglina je vjerovatno imala relativno malo plina kada su se formirali Galilejevi mjeseci, što može objasniti vrlo sporo formiranje Kalista. Ganimed se formirao bliže Jupiteru, gde je maglina bila gušća, što objašnjava njeno brže formiranje. To je zauzvrat dovelo do činjenice da toplina oslobođena tijekom nakupljanja nije imala vremena da se rasprši. To je možda uzrokovalo topljenje leda i odvajanje kamenja od njega. Kamenje se smjestilo u centar satelita, formirajući jezgro. Za razliku od Ganimeda, tokom formiranja Kalista, toplota je imala vremena da se ukloni, led u njegovim dubinama se nije otopio i nije došlo do diferencijacije. Ova hipoteza objašnjava zašto su dva Jupiterova mjeseca toliko različita, uprkos sličnosti u masi i sastavu. Alternativne teorije pripisati višu unutrašnju temperaturu Ganimeda zagrevanju plime ili intenzivnijem izlaganju kasnijem teškom bombardovanju.
Jezgro Ganimeda nakon formiranja zadržano većina toplina akumulirana tokom akrecije i diferencijacije. Polako otpušta ovu toplotu u ledeni plašt, radeći kao neka vrsta toplotne baterije. Plašt, zauzvrat, prenosi ovu toplotu na površinu konvekcijom. Raspad radioaktivnih elemenata u jezgru nastavio je da ga zagrijava, uzrokujući dalju diferencijaciju: formirano je unutrašnje jezgro od željeza i željeznog sulfida i silikatni omotač. Tako je Ganimed postao potpuno diferencirano tijelo. Za usporedbu, radioaktivno zagrijavanje nediferenciranog Callista samo je izazvalo konvekciju u njegovoj ledenoj unutrašnjosti, što ih je efikasno ohladilo i spriječilo topljenje leda velikih razmjera i brzu diferencijaciju. Proces konvekcije na Kalistu uzrokovao je samo djelomično odvajanje stijena od leda. Trenutno, Ganimed nastavlja da se polako hladi. Toplina koja dolazi iz jezgra i silikatnog omotača omogućava postojanje podzemnog okeana, a sporo hlađenje tečnog jezgra Fe i FeS uzrokuje konvekciju i održava stvaranje magnetskog polja. Trenutni toplotni tok iz Ganimedovih creva je verovatno veći od Kalistovog.

fizičke karakteristike

Prosječna gustina Ganimeda je 1,936 g/cm3. Pretpostavlja se da se sastoji od jednake dijelove kamenje i voda (uglavnom smrznuta). Maseni udio leda je u rasponu od 46-50%, što je nešto niže od Callistovog. Neki isparljivi gasovi, kao što je amonijak, mogu biti prisutni u ledu. Tačan sastav stena Ganimeda nije poznat, ali je verovatno blizak sastavu običnih hondrita grupa L i LL, koji se od H-hondrita razlikuju po manjim pun sadržajželjezo, manji sadržaj metalnog željeza i veći sadržaj željeznog oksida. Odnos masa gvožđa i silicijuma na Ganimedu je 1,05-1,27 (za poređenje, na Suncu je 1,8).
Albedo površine Ganimeda je oko 43%. Vodeni led je prisutan na gotovo cijeloj površini i njenoj maseni udio varira između 50-90%, što je znatno više nego na Ganimedu u cjelini. Srednji infracrvena spektroskopija pokazao je prisustvo ekstenzivnih apsorpcionih traka vodenog leda na talasnim dužinama od 1,04, 1,25, 1,5, 2,0 i 3,0 µm. Svetle površine su manje ujednačene i imaju velika količina led u poređenju sa tamnim. Analiza ultraljubičastog i bliskog infracrvenog spektra sa visoka rezolucija dobiveni svemirskom letjelom Galileo i zemaljskim instrumentima pokazali su prisustvo drugih supstanci: ugljičnog dioksida, sumpor-dioksida i, moguće, cijanida, sumporne kiseline i raznih organska jedinjenja. Prema rezultatima misije Galileo, pretpostavlja se prisustvo određene količine tolina na površini. Rezultati Galilea takođe su pokazali prisustvo magnezijum sulfata (MgSO 4 ) i moguće natrijum sulfata (Na 2 SO 4 ) na površini Ganimeda. Ove soli su se mogle formirati u podzemnom okeanu.
Površina Ganimeda je asimetrična. Vodeća hemisfera(okrenut u pravcu kretanja satelita u orbiti) je lakši od podređenog. U Evropi je situacija ista, ali na Kalistu je suprotna. Čini se da zadnja hemisfera Ganimeda ima više sumpor-dioksida. Količina ugljen-dioksid ista je na obe hemisfere, ali nije blizu polova. Udarni krateri na Ganimedu (osim jednog) ne pokazuju obogaćivanje ugljen-dioksidom, što takođe razlikuje ovaj satelit od Kalista. Podzemne rezerve ugljičnog dioksida na Ganimedu vjerovatno su iscrpljene u prošlosti.

Unutrašnja struktura
Pretpostavlja se da se Ganimed sastoji od tri sloja: jezgra rastopljenog gvožđa ili gvožđa sulfida, silikatnog omotača i spoljašnjeg sloja leda debljine 900-950 kilometara. Ovaj model potvrđuje mali moment inercije, koji je izmeren tokom preleta Ganimeda „Galileja“ - (0,3105 +/- 0,0028) * mr 2 (moment inercije homogene lopte je 0,4 * mr 2). Ganimed ima najniži koeficijent u ovoj formuli među čvrstim telima Sunčevog sistema. Postojanje rastopljenog jezgra bogatog gvožđem daje prirodno objašnjenje za Ganimedovo sopstveno magnetno polje, koje je otkrio Galileo. Konvekcija u rastopljenom gvožđu, koje ima visoku električnu provodljivost, najrazumnije je objašnjenje nastanka magnetnog polja.
Tačna debljina različitih slojeva u utrobi Ganimeda ovisi o prihvaćenoj vrijednosti sastava silikata (proporcije olivina i piroksena), kao i od količine sumpora u jezgri. Najvjerovatnija vrijednost polumjera jezgra je 700-900 km, a debljina vanjskog ledenog omotača 800-1000 km. Ostatak polumjera pada na silikatni omotač. Gustina jezgra je vjerovatno 5,5-6 g/cm 3 , a silikatnog omotača 3,4-3,6 g/cm 3 . Neki modeli generisanja Ganimedovog magnetnog polja zahtevaju čvrsto jezgro od čistog gvožđa unutar tečnog jezgra od Fe i FeS, što je slično strukturi Zemljinog jezgra. Radijus ovog jezgra može doseći 500 kilometara. Temperatura u jezgru Ganimeda je navodno 1500-1700 K, a pritisak do 10 GPa.

Studije Ganimedovog magnetnog polja ukazuju na to da ispod njegove površine može biti okean tekuće vode.

Dokazi za okean na Ganimedu Dijagram prikazuje par pojaseva aurore na Jupiterovom mjesecu Ganimedu. Njihovo pomicanje / kretanje daje ideju o unutrašnjoj strukturi Ganimeda. Ganimed ima magnetno polje koje stvara gvozdeno jezgro. Budući da se satelit nalazi blizu Jupitera, potpuno je uključen u magnetsko polje džinovske planete. Pod uticajem Jupiterovog magnetnog polja, pojasevi aurore na Ganimedu se pomeraju. Fluktuacije su manje izražene ako se ispod površine nalazi tekući ocean. Brojna zapažanja su potvrdila postojanje velike količine slane vode ispod ledene kore Ganimeda, što utiče na njegovo magnetsko polje.

Svemirski teleskop. Habl je, posmatrajući pojaseve aurore na Ganimedu u ultraljubičastom svetlu, potvrdio postojanje okeana na Ganimedu. Položaj pojaseva je određen magnetnim poljem Ganimeda, a njihovo pomicanje je posljedica interakcije sa ogromnom Jupiterovom magnetosferom.

SC "GALILEO": GANIMED

Numeričko modeliranje unutrašnjosti satelita, izvršeno 2014. godine od strane osoblja Laboratorije mlazni pogon NASA je pokazala da je ovaj okean vjerovatno višeslojan: tečni slojevi su razdvojeni slojevima leda različite vrste(led I, III, V, VI). Broj tečnih međuslojeva može dostići 4; njihov salinitet raste sa dubinom.

Sendvič model strukture Ganimeda (2014) Prethodni modeli Ganimedove strukture prikazivali su okean u sendviču između gornjeg i donjeg sloja leda. Novi model na osnovu laboratorijski eksperimenti simulirajući slana mora i tečnosti, pokazuje da Ganimedovi okeani i led mogu formirati više slojeva. Led u ovim slojevima zavisi od pritiska. To. "Ice I" je oblik leda najmanje gustoće i može se uporediti sa ledenom mješavinom u rashlađenim pićima. Kako pritisak raste, molekuli leda su bliže jedni drugima i, posljedično, povećava se gustina. Okeani Ganimeda dosežu dubinu od 800 km, odnosno doživljavaju mnogo veći pritisak nego na Zemlji. Najdublji i najgušći sloj leda naziva se "Ice VI". U prisustvu dovoljno soli, tečnost može biti dovoljno gusta da potone na samo dno, pa čak i ispod nivoa "Ice VI". Štaviše, model pokazuje da se u najgornjem sloju tečnosti mogu pojaviti prilično čudne pojave. Tečnost se, hladeći se iz gornjeg sloja leda (kore), spušta u obliku hladnih struja, koje formiraju sloj "Ice III". AT ovaj slučaj kada se ohladi, sol se taloži, a zatim tone, dok se na nivou "Ice III" formira ledena/snježna bljuzga. Prema drugoj grupi naučnika, takva struktura Ganimeda ne može biti stabilna, ali je mogla prethoditi modelu sa jednim ogromnim okeanom.

SC "GALILEO": GANIMED

Ganimed je najveći Jupiterov mjesec i najveći mjesec u Sunčevom sistemu. Otkrio ga je Galileo Galilei 1610. godine i dobio ime po Simonu Marijusu, ljubavniku boga Jupitera. Ganimed je bio prvi otkriveni satelit nakon Mjeseca.

Prečnik Ganimeda je 5280 km, što je veće od Merkura. Rotira na udaljenosti od nešto više od milion kilometara od Jupitera i sedmi je od 16 satelita planete. Ganimed je dovoljno velik da generiše sopstveno magnetno polje, što je veoma neobično za satelite.

Ganimed je uvek okrenut Jupiteru sa iste strane. Ovo je prilično česta pojava koja se zove sinhronicitet. Ostalo odličan primjer Sinhroni odnos između planete i satelita je Zemlja i Mjesec. Ganimed rotira u istom pravcu kao i Jupiter. Ima gotovo kružnu orbitu, što znači da je njegov ekscentricitet (mjera koliko je satelit blizu orbiti) prilično mali. Kružna orbita ima ekscentricitet jednak nuli. Ugao nagiba Ganimeda je manji od njegovog nivoa, što znači da se satelit rotira direktno u ravni Jupiterovog ekvatora.

I iako je Ganimed uvijek okrenut Jupiteru s jedne strane, postoje znakovi da to nije uvijek bio slučaj. Kada bi satelit uvijek bio okrenut planeti samo jednom stranom, onda bi to značilo da bi na njegovoj jednoj strani trebalo biti više meteoritnih kratera, kao u slučaju Callista. Međutim, to nije karakteristično za Ganimeda. Još jedna činjenica koja ukazuje na promjene sa strane ledene školjke okrenute prema Jupiteru je katena koja se nalazi na zadnjoj strani Ganimeda. Caten se pojavljuje zbog brojnih fragmenata komete koju je uništilo Jupiterovo magnetno polje, ali nije pala na planetu, jer je udarila u njen satelit. Kada bi Ganimed uvijek bio okrenut s jedne strane prema Jupiteru, katena bi se formirala samo na prednjoj strani satelita.

Površina Ganimeda prekrivena je ledom pomešanim sa zemljom bogatom ugljenikom, koja odražava veliku količinu sunčeva svetlost. Kada se led ispod površine Mjeseca zagrije i otopi, probija se na površinu. Tlo koje je gušće od vode je potopljeno. Nakon što se voda zamrzne, što dovodi do stvaranja svijetle mrlje na površini. Voda se zagrijava bilo zbog radioaktivnog raspada ili pod uticajem plime i oseke. Na Ganimeda ne utiče samo gravitacija Jupitera i Kalista: satelit takođe ima Laplasovu rezonanciju, koja nastaje od sila satelita Ia i Evrope. Svaki put kada se Ganimed okreće oko Jupitera, Evropa, satelit unutar Ganimeda, obiđe planetu dva puta, a Io, koji se nalazi unutar Evrope, uspe da obiđe Jupiter 4 puta. Tako se tokom svake rotacije tri satelita poravnavaju, što povećava gravitacijski efekat. Time se povećava gravitacijsko privlačenje, a nakon njegovog smanjenja, orbite ne samo da postaju eliptične, već i dobijaju više napona unutar samih satelita. Ove plime stvaraju toplinu koja topi led na Ganimedu, čineći ga glatkijim od bilo koje druge planete/mjeseca.

Ganimed je pokriven ledom za 45-55%. Gustoća satelita određena je ledom i ugljičnim silikatima, što ukazuje na mješavinu ta dva materijala.

Ganimed ima svoje magnetno polje, koje je suprotno Jupiterovom magnetnom polju.. Takođe prikazuje indukovano magnetno polje uzrokovano jakom rotacijom ispod ugaonog polja Jupitera. Indukovano polje govori o provodnom okeanu duboko ispod površine leda. Ako u okeanu ima dovoljno otopljenih minerala za snažan provodnik, onda on može generirati vlastito magnetsko polje. Zbog jakog Jupiterovog magnetnog polja, Ganimed ima mnogo nabijenih čestica. Vjeruje se da to uzrokuje stvaranje molekularnog kisika O2 i ozona O3, koji su pronađeni na površini Ganimeda.

Budući da je orbita Ganimeda u istoj ravni kao Jupiter, to sugeriše da su i planeta i satelit formirani kao rezultat istog procesa. Jupiter se formirao u veoma vrućem i gustom području. Ganimed je nastao u hladnijem regionu gde voda ne ključa, već se smrzava i postaje deo meseca.

Ganimed je najveći Jupiterov mjesec i sve to Solarni sistem, što je veličine planete. Njegov prečnik je 5268 km. Ime je dobio po sinu trojanskog kralja i nimfe Kalliroi. Bogovi su uzeli zgodan momak na nebo, gdje je postao Zevsov miljenik i batler.

Prosječna gustina mu je mala - 1,94 g/cm 3 . Općenito, gustina Galilejevih satelita opada s udaljenosti od Jupitera. Gustina Io je 3,55, Evrope - 3,01, a Kalista - 1,83 g/cm 3 , što ukazuje na povećanje udjela leda u njihovom sastavu kako se udaljavaju od Jupitera. Vodeni led Ganimeda čini do 50% njegove mase. Ganimed ima najviše ispravan oblik, njegove razlike u odnosu na oblik lopte nisu pronađene. Neke karakteristike satelita Ganimed prikazane su u tabeli

Površina

Površina Ganimeda je prošarana udarnim kraterima, od kojih neki dostižu 100% albedo. Pokazalo se da je starost površine Ganimeda vrlo velika, neke od najstarijih tamnih područja - do 3-4 milijarde godina. Lakša područja su često ispresijecana dolinama i grebenima hiljadama kilometara. Širina ovih formacija je i do desetina kilometara, dubina svega nekoliko stotina metara. Ova područja su mlađa, a znanstvenici sugeriraju da su nastala pod djelovanjem rastezanja ledene kore kao rezultat lokalne tektonike.

Snimke površine velikih razmjera, koje je dobila svemirska letjelica Galileo, preokrenule su dosadašnje ideje o geološkoj prošlosti ovog satelita. Na njima su prikazana drevna ledena polja prošarana kraterima i mlade ravnice isječene planinama u obliku grebena, prožete kraterima i tektonski deformisane. Općenito, otprilike polovina područja pokrivenog kraterima meteorita i kometa ponovo je izmijenjena tragovima vulkanske i tektonske aktivnosti. Slika površine Ganimeda koju je napravila svemirska letjelica Galileo

Novije slike su pokazale moguće prisustvo tekuće vode na Ganimedu.

Magnetno polje i magnetosfera Ganimeda

Tokom susreta svemirskog broda Galileo sa Ganimedom, detektovan je veliki porast jačine magnetnog polja, tj. po prvi put na satelitu planete je jasno fiksiran vlastitu magnetosferu. Dva instrumenta na Galileu - plazma spektrometar, koji bilježi broj i sastav nabijenih čestica, i magnetometar, koji bilježi smjer i veličinu magnetskog polja - dramatično su promijenili svoja očitanja kada su se približili Ganimedu. Koncentracija jona i elektrona porasla je za više od 100 puta, a magnituda magnetnog polja porasla je skoro 5 puta, njegov smjer se promijenio, upućujući direktno na Ganimeda. Ova magnetna čahura štiti satelit od magnetskog utjecaja glavnog džinovskog tijela - Jupitera.
Kombinujući podatke o otvorenom magnetnom polju sa poznatim gravitacionim podacima, naučnici su zaključili da Ganimed ima metalno jezgro, okružen stenovitim silikatnim plaštem, koji je zauzvrat prekriven ledenom korom. Takve diferencirana struktura, možda, i uzrokuje magnetsko polje, koje zauzvrat stvara magnetosferu. Ranije jedini poznati čvrsta tela Sunčev sistem, koji ima magnetno polje, bile su planete Merkur i Zemlja. Magnetna polja su sada pronađena za sve Jupiterove Galilejeve satelite - Io, Evropu, Ganimed i Kalisto.
Na Ganimedu sopstvenog magnetnog polja dovoljno jak da formira magnetosferu sa jasno definisanom granicom unutar Jupiterove magnetosfere. Nedavna Galileova zapažanja su pokazala i prisustvo magnetnog polja oko Kalista. Magnetometar instaliran na Galileu pokazao je prisustvo magnetnog polja u Evropi, i na severu magnetni pol pokazujući u čudnom pravcu. Magnituda magnetnog polja je otprilike jedna četvrtina jačine Ganimedovog magnetnog polja.

Orbita, teorija kretanja, efemeride

Ganimed napravi jednu revoluciju oko planete za 7,154553 dana. Ganimed ide dalje rezonantna orbita, tj. napravi jednu revoluciju u dvije revolucije drugog Galilejevog satelita - Evrope, koja zauzvrat također napravi jednu revoluciju u dvije revolucije Io. Dakle, orbitalni periodi satelita Evrope i Ganimeda su u rezonanciji 1:2, Io i Ganimed su u rezonanciji 1:4, tj. u sistemu Galilejevih satelita postoji trostruka rezonanca 1:2:4. Glavni elementi orbite dati su u tabeli

Trenutno najbolja teorija kretanje Galilejskih satelita Jupitera je Liskeova teorija. Većina kompletna slika kretanje Galilejevih satelita predstavio je Ferras-Mello u monografiji "Dinamika Galilejevih satelita Jupitera". Više o dinamici Galilejevih satelita... Proračun efemerida za satelitska osmatranja u bilo koje vrijeme može se obaviti na web stranici Biroa za dužine (Pariz).

Rotacija

Ganimed je u sinhronoj rotaciji sa Jupiterom, tj. period njegove rotacije oko ose jednak je periodu okretanja satelita oko Jupitera.
Preporučene vrijednosti za smjer prema sjevernom polu rotacije i prvom meridijanu satelita Jupitera (1994, IAUWG).
Prava ascenzija i deklinacija su standardni ekvatorijalne koordinate na ekvatoru J2000 za epohu J2000.
Koordinate sjeverni pol nepromenjena ravan
= 66°.99.
T - interval u julijanskim stoljećima (po 36525 dana) od standardne epohe,
d - interval u danima od standardne epohe,
Standardna epoha je 1.5. januar 2000. godine, tj. 2451545.0 TDB

gdje
J4 = 355.°80 + 1191.°3 T
J5 = 119.°90 + 262.°1 T
J6 = 229.°80 + 64.°3 T