Derzeit widmet sich ein bedeutender Teil der Forschung zur Planetologie des Sonnensystems den Trabanten der Riesenplaneten. Das Interesse an ihnen nahm um die Wende der siebziger und achtziger Jahre zu, nachdem die allerersten Bilder der Raumsonde Voyager den Wissenschaftlern die erstaunliche Vielf alt und Komplexität dieser fernen Welten offenbarten. Eines der vielversprechenden Studienobjekte ist der größte Satellit des Jupiter - Ganymed.
Jupiter-System in Kürze
Apropos Satelliten, in der Regel berücksichtigen sie nicht den Unterschied in der Anzahl kleiner Objekte, aus denen die Ringsysteme bestehen - riesig auf Saturn und viel bescheidener auf Jupiter. Angesichts dieser Überlegung hat der größte Planet im Sonnensystem nach modernen Daten auch das zahlreichste Gefolge.
Die Zahl der bekannten Satelliten nimmt ständig zu. Bis 2017 war also bekannt, dass Jupiter 67 Satelliten hat, von denen die größten mit Planeten vergleichbar sind, undkleine sind etwa einen Kilometer groß. Anfang 2019 hat die Zahl der Open Satellites bereits 79 erreicht.
Galileische Satelliten
Die vier größten, neben dem Planeten selbst, Körper im Jupitersystem wurden 1610 von Galileo Galilei entdeckt. Ihm zu Ehren erhielten sie ihren Sammelnamen. Die größten Satelliten des Jupiter sind nach der Geliebten der höchsten Gottheit des griechisch-römischen Pantheons benannt: Io, Europa, Ganymed und Callisto. Sie sind mit einem kleinen Teleskop oder Fernglas leicht zu sehen. Jeder dieser Satelliten ist für Planetenforscher von großem Interesse.
Io - das dem Planeten am nächsten ist - ist insofern bemerkenswert, als es das aktivste Objekt im Sonnensystem ist. Aufgrund des Gezeiteneinflusses von Jupiter sowie Europa und Ganymed wirken mehr als vierhundert Vulkane auf Io. Die gesamte Oberfläche des Satelliten, der im Durchmesser etwas größer ist als der Mond, ist mit Emissionen von Schwefel und seinen Verbindungen bedeckt.
Europa ist der zweitgrößte Satellit, etwas kleiner als der Mond. Es ist mit einer eisigen Kruste bedeckt, die von Verwerfungen und Rissen durchzogen ist. Unter dieser Kruste gibt es Anzeichen für einen Ozean aus flüssigem Wasser. Europa ist einer der besten Kandidaten für die Suche nach außerirdischem Leben.
Der drittgrößte Mond ist Ganymed. Seine Funktionen werden weiter unten ausführlicher besprochen.
Callisto ist der Galileische Satellit, der am weitesten von Jupiter entfernt ist. Im Durchmesser kommt er dem Planeten Merkur sehr nahe. Die Oberfläche von Callisto ist extrem alt, gekennzeichnet durch eine große Anzahl von Einschlagskratern, was darauf hindeutetüber das Fehlen geologischer Aktivität. Einige Modelle der Struktur lassen die Existenz eines flüssigen Ozeans unter der Oberfläche von Callisto zu.
Das Foto unten zeigt die größten Jupitermonde in der Reihenfolge ihrer Entfernung von ihm und im Vergleich zur Größe der Erde und des Mondes.
Ganymed: Größe und Umlaufbahn
Der Durchmesser von Ganymed beträgt 5268 km, das sind fast 400 km mehr als der von Merkur. Er ist nicht nur der größte Jupitermond, sondern auch der größte und massereichste Mond im Sonnensystem. Ganymed ist eineinhalb Mal größer und doppelt so massiv wie der Mond.
Der Satellit ist etwas mehr als eine Million Kilometer von Jupiter entfernt, bewegt sich auf einer fast kreisförmigen Umlaufbahn und macht eine vollständige Umdrehung in 7,15 Erdentagen. Ganymeds eigene Rotation erfolgt synchron mit der Umdrehung um den Planeten, sodass er sich Jupiter immer mit derselben Hemisphäre zuwendet – genau wie der Mond der Erde.
Zusammensetzung und Struktur des Satelliten
Ganymed enthält neben Steinen und Eisen eine große Menge Wasser (hauptsächlich in Form von Eis) mit einer Beimischung flüchtiger Substanzen wie Ammoniak. Spektralanalysedaten weisen auch auf das Vorhandensein von Kohlendioxid, Schwefelverbindungen und möglicherweise organischen Substanzen in Form eines Gemisches (sogenannte Tholinen) auf seiner Oberfläche hin.
Das Modell von Ganymeds Struktur basiert auf den Ergebnissen der Untersuchung der Merkmale seiner Rotation und seines Magnetfelds. Es wird angenommen, dass der Satellit aus folgenden ausgeprägten Schichten besteht:
- mit Eisen angereicherter Kern;
- Silikat-Innenmantel;
- äußerer überwiegend eisiger Mantel;
- unter der Oberfläche salziger Ozean, eingebettet in Eis;
- Rinde von komplexer Zusammensetzung und Struktur.
Oberflächenmerkmale
Bilder des größten Satelliten des Planeten Jupiter, die während der Voyager- und insbesondere Galileo-Missionen aufgenommen wurden, demonstrieren die Vielf alt und komplexe Struktur der Oberfläche. Ungefähr ein Drittel der Fläche von Ganymed wird von dunklen, scheinbar ur alten Gebieten mit einer großen Anzahl von Kratern eingenommen. Die helleren Bereiche sind etwas jünger, da es dort deutlich weniger Impaktformationen gibt. Sie haben einen zerfurchten Charakter, der mit vielen Rissen und Graten bedeckt ist.
Diese leicht zerknitterten Bereiche sind vermutlich das Ergebnis vergangener tektonischer Aktivität. Wahrscheinlich wurden diese Prozesse durch eine Reihe von Faktoren verursacht. Erstens wurde während der gravitativen Differenzierung des Satelliteninneren und der Bildung seines Kerns und anderer Schichten Wärme freigesetzt und die Oberfläche deformiert. Außerdem sollte man die Wirkung der Gezeitenkräfte während der Instabilität der Bahnen im frühen System des Jupiter berücksichtigen.
Der größte Mond des Riesenplaneten hat schwache Polkappen, von denen angenommen wird, dass sie von Wasserfrostpartikeln gebildet werden.
Die dünne Atmosphäre von Ganymed
Mit Hilfe des Hubble-Weltraumteleskops wurde in der Nähe von Ganymed eine extrem verdünnte Gashülle aus molekularem Sauerstoff entdeckt. Seine Anwesenheit ist höchstwahrscheinlich mit Dissoziation verbundenWassermoleküle im Oberflächeneis unter dem Einfluss kosmischer Strahlung. Außerdem wurde in der Atmosphäre von Ganymed atomarer Wasserstoff nachgewiesen.
Die Partikelkonzentration in dieser schwachen Atmosphäre liegt in der Größenordnung von Hunderten Millionen Molekülen pro Kubikzentimeter. Das bedeutet, dass der Druck an der Oberfläche von Ganymed Zehntel Mikropascal betragen kann, was eine Billion Mal geringer ist als auf der Erde.
Magnetfeld und Magnetosphäre
Als Ergebnis von Messungen, die von der Galileo-Station durchgeführt wurden, stellte sich heraus, dass der größte Satellit des Jupiters ein eigenes ziemlich starkes Magnetfeld hat. Der Wert seiner Induktion reicht von 720 bis 1440 nT (zum Vergleich, für die Erde sind es 25–65 µT, dh im Durchschnitt 40-mal mehr). Als ernsthaftes Argument für das Modell diente das Vorhandensein eines Magnetfeldes, nach dem der Eisenkern von Ganymed, wie der unseres Planeten, in einen festen Kern und eine geschmolzene Hülle differenziert wird.
Ganymeds Magnetfeld bildet die Magnetosphäre - die Region, in der die Bewegung geladener Teilchen diesem Feld folgt. Diese Region erstreckt sich über eine Entfernung von 2 bis 2,5 Ganymed-Durchmessern. Es interagiert auf komplexe Weise mit Jupiters Magnetosphäre und mit seiner extrem ausgedehnten Ionosphäre. Die Pole von Ganymed zeigen gelegentlich Polarlichter.
Zur weiteren Recherche
Nach dem Galileo-Apparat wurden Jupiters Trabanten hauptsächlich durch Teleskope untersucht. Einige MengeDie Bilder wurden auch während der Vorbeiflüge an den Stationen Cassini und New Horizons aufgenommen. Zu Beginn des 21. Jahrhunderts sollten mehrere spezielle Weltraumprojekte zur Untersuchung dieser Himmelskörper durchgeführt werden, die jedoch aus verschiedenen Gründen eingestellt wurden.
Jetzt geplante Missionen wie EJSM (Europa Jupiter System Mission), die den Start mehrerer Fahrzeuge zur Erkundung von Io, Europa und Ganymed, Europa Clipper und JUICE (Jupiter Icy Moons Explorer) beinh alten. Im Programm der letzteren wird dem größten Satelliten des Jupiter besondere Aufmerksamkeit geschenkt.
Welches dieser Projekte wahr wird, wird die Zeit zeigen. Wenn die angekündigten Missionen stattfinden, werden wir viel Neues und Spannendes über die fernen Welten im Jupitersystem erfahren.
