Jelenleg a Naprendszer planetológiájával kapcsolatos kutatások jelentős részét az óriásbolygók műholdjainak szentelik. A hetvenes-nyolcvanas évek fordulóján megnőtt az érdeklődés irántuk, miután a Voyager űrszondáról készült legelső képek felfedték a tudósok előtt e távoli világok elképesztő sokszínűségét és összetettségét. Az egyik ígéretes kutatási tárgy a Jupiter legnagyobb műholdja, a Ganymedes.
Jupiter rendszer röviden
Ha a műholdakról beszélünk, általában nem veszik figyelembe a gyűrűrendszereket alkotó kis objektumok számának különbségét - a Szaturnuszon hatalmas, a Jupiteren pedig sokkal szerényebb. E megfontolás alapján a Naprendszer legnagyobb bolygója a modern adatok szerint a legtöbb kísérettel is rendelkezik.
Az ismert műholdak száma folyamatosan növekszik. Így 2017-re ismert volt, hogy a Jupiternek 67 műholdja van, amelyek közül a legnagyobbak a bolygókhoz hasonlíthatók, ésa kicsik körülbelül egy kilométeresek. 2019 elején a nyitott műholdak száma már elérte a 79-et.
Galileai műholdak
A bolygón kívül a Jupiter-rendszer négy legnagyobb testét Galileo Galilei fedezte fel 1610-ben. Tiszteletére kapták gyűjtőnevüket. A Jupiter legnagyobb műholdait a görög-római panteon legfőbb istenének kedveséről nevezték el: Io, Europa, Ganymedes és Callisto. Kis távcsővel vagy távcsővel jól láthatóak. Ezen műholdak mindegyike nagy érdeklődésre tart számot a bolygókutatók számára.
Io – a bolygóhoz legközelebb eső – figyelemre méltó abból a szempontból, hogy a Naprendszer legaktívabb objektuma. A Jupiter, valamint az Európa és a Ganymedes árapály hatása miatt több mint négyszáz vulkán hat Ión. A Holdnál valamivel nagyobb átmérőjű műhold teljes felületét kén- és vegyületei borítják.
Európa a második legnagyobb műhold, valamivel kisebb, mint a Hold. Fagyos kéreg borítja, amelyet hibák és repedések keresztezik. A kéreg alatt folyékony víz óceánjának jelei látszanak. Európa az egyik legjobb jelölt a földönkívüli élet megtalálására.
A harmadik legnagyobb hold a Ganümédész. Jellemzőit az alábbiakban részletesebben tárgyaljuk.
A Callisto a Jupitertől legtávolabbi galileai műhold. Átmérőjét tekintve nagyon közel van a Merkúr bolygóhoz. A Callisto felszíne rendkívül ősi, nagyszámú becsapódási kráter jellemzi, ami azt jelzia geológiai tevékenység hiányáról. A szerkezet egyes modelljei lehetővé teszik egy folyékony óceán létezését a Callisto felszíne alatt.
Az alábbi képen a Jupiter legnagyobb holdjai láthatók távolságuk sorrendjében, valamint a Föld és a Hold méretéhez viszonyítva.
Ganümédész: méret és pálya
A Ganymedes átmérője 5268 km, ami majdnem 400 km-rel több, mint a Merkúré. Nemcsak a Jupiter legnagyobb holdja, hanem a Naprendszer legnagyobb és legmasszívabb holdja is. A Ganymedes másfélszer nagyobb és kétszer akkora, mint a Hold.
A műhold valamivel több mint egymillió kilométerre van a Jupitertől, szinte körpályán mozog, és 7,15 földi nap alatt tesz teljes forradalmat. Ganymedes saját forgása a bolygó körüli forradalommal szinkronban megy végbe, így mindig ugyanazzal a féltekével fordul a Jupiter felé – akárcsak a Hold a Föld felé.
A műhold összetétele és szerkezete
A kőzeteken és a vason kívül a Ganymede nagy mennyiségű vizet (főleg jég formájában) tartalmaz illékony anyagok, például ammónia keverékével. A spektrális elemzési adatok szén-dioxid, kénvegyületek és valószínűleg szerves anyagok jelenlétét is jelzik keverék formájában (úgynevezett tolinok) a felületén.
A Ganymedes szerkezetének modellje a forgási és mágneses tere jellemzőinek tanulmányozásának eredményein alapul. Feltételezzük, hogy a műhold a következő kifejezett rétegekből áll:
- vassal dúsított mag;
- szilikát belső köpeny;
- külső, túlnyomóan jeges köpeny;
- felszín alatti sós óceán, jégbe ágyazva;
- összetett összetételű és szerkezetű kéreg.
Felületi jellemzők
A Jupiter bolygó legnagyobb műholdjáról a Voyager és különösen a Galileo küldetések során készült képek a felszín sokféleségét és összetett szerkezetét demonstrálják. Ganümédész területének körülbelül egyharmadát sötét, látszólag ősi területek foglalják el, nagyszámú kráterrel. A világosabb területek valamivel fiatalabbak, mivel ott lényegesen kevesebb becsapódási képződmény található. Barázdás jellegűek, sok repedés és gerinc borítja.
Ezekről az enyhén ráncos területekről úgy vélik, hogy a múltbeli tektonikai tevékenység eredménye. Valószínűleg számos tényező okozta ezeket a folyamatokat. Először is, a műhold belsejének gravitációs differenciálódása, valamint magjának és egyéb rétegeinek kialakulása során hő szabadult fel és a felszín deformálódott. Ezenkívül figyelembe kell venni az árapály-erők hatását a pályák instabilitása során a Jupiter korai rendszerében.
Az óriásbolygó legnagyobb holdjának halvány sarki sapkái vannak, amelyeket feltehetően vízi fagy részecskéi alkotnak.
A Ganymedes vékony hangulata
A Hubble Űrteleszkóp segítségével Ganymedes közelében molekuláris oxigén rendkívül ritka, gáznemű burokát fedezték fel. Jelenléte nagy valószínűséggel disszociációhoz kapcsolódikvízmolekulák a felszíni jégben a kozmikus sugárzás hatására. Ezenkívül atomi hidrogént is kimutattak a Ganümédesz légkörében.
A részecskék koncentrációja ebben a gyenge légkörben köbcentiméterenként több száz millió molekula nagyságrendű. Ez azt jelenti, hogy a nyomás a Ganymedes felszínén egy mikropascal tizedrésze lehet, ami billiószor kisebb, mint a Földön.
Mágneses tér és magnetoszféra
A Galileo állomás által végzett mérések eredményeként kiderült, hogy a Jupiter legnagyobb műholdja saját meglehetősen erős mágneses mezővel rendelkezik. Indukciójának értéke 720 és 1440 nT között mozog (összehasonlításképpen a Földön 25-65 µT, azaz átlagosan 40-szer több). A mágneses tér jelenléte komoly érvként szolgált a modell mellett, amely szerint a Ganümédesz vasmagja, akárcsak bolygónk, szilárd központi részre és olvadt héjra differenciálódik.
Ganymedes mágneses tere alkotja a magnetoszférát – azt a tartományt, amelyen belül a töltött részecskék mozgása engedelmeskedik ennek a mezőnek. Ez a tartomány 2-2,5 Ganümédesz átmérőjű távolságra terjed ki. Komplex módon kölcsönhatásba lép a Jupiter magnetoszférájával és annak rendkívül kiterjedt ionoszférájával. Ganymedes pólusai időnként aurórákat mutatnak.
További kutatásról
A Galileo-készülék után a Jupiter műholdait főleg teleszkópokon keresztül tanulmányozták. Valami összegetA képek a Cassini és a New Horizons állomások átrepülése során is készültek. A 21. század elején több speciális űrprojektet kellett volna végrehajtani ezen égitestek tanulmányozására, de több okból bezárták őket.
Most tervezett küldetések, mint például az EJSM (Europa Jupiter System Mission), amelyek magukban foglalják az Io, az Europa és a Ganymede, az Europa Clipper és a JUICE (Jupiter Icy Moons Explorer) felfedezésére szolgáló járművek elindítását. Ez utóbbi programjában különösen nagy figyelmet fordítanak a Jupiter legnagyobb műholdjára.
Ezek közül a projektek közül melyik valósul meg, az idő eldönti. Ha a meghirdetett küldetések megvalósulnak, sok új és izgalmas dolgot fogunk megtudni a Jupiter-rendszer távoli világairól.
