Actualment, una part important de la investigació sobre la planetologia del sistema solar es dedica als satèl·lits dels planetes gegants. L'interès per ells va augmentar al tombant dels anys setanta i vuitanta, després que les primeres imatges de la nau espacial Voyager revelessin als científics la sorprenent diversitat i complexitat d'aquests mons remots. Un dels objectes d'estudi prometedors és el satèl·lit més gran de Júpiter: Ganimedes.
Sistema de Júpiter en breu
Parlant de satèl·lits, per regla general, no tenen en compte la diferència en el nombre d'objectes petits que formen els sistemes d'anells: enormes a Saturn i molt més modestos a Júpiter. Tenint en compte aquesta consideració, el planeta més gran del sistema solar també té la comitiva més nombrosa, segons dades modernes.
El nombre de satèl·lits coneguts augmenta constantment. Així, el 2017, se sabia que Júpiter té 67 satèl·lits, els més grans dels quals són comparables als planetes, iels petits tenen una mida d'aproximadament un quilòmetre. A principis del 2019, el nombre de satèl·lits oberts ja va arribar als 79.
satèl·lits gal·liens
Els quatre cossos més grans, a més del propi planeta, del sistema de Júpiter van ser descoberts el 1610 per Galileo Galilei. En honor a ell, van rebre el seu nom col·lectiu. Els satèl·lits més grans de Júpiter porten el nom de l'estimat de la divinitat suprema del panteó grecoromà: Ío, Europa, Ganimedes i Cal·listo. Són fàcils de veure amb un petit telescopi o prismàtics. Cadascun d'aquests satèl·lits és de gran interès per als científics planetaris.
Io, el més proper al planeta, és notable perquè és l'objecte més actiu del sistema solar. A causa de la influència de les marees de Júpiter, així com d'Europa i Ganímedes, més de quatre-cents volcans actuen sobre Io. Tota la superfície del satèl·lit, que és una mica més gran que la Lluna de diàmetre, està coberta d'emissions de sofre i els seus compostos.
Europa és el segon satèl·lit més gran, una mica més petit que la Lluna. Està cobert d'una crosta gelada travessada per falles i esquerdes. Hi ha indicis d'un oceà d'aigua líquida sota aquesta escorça. Europa és un dels millors candidats per trobar vida extraterrestre.
La tercera lluna més gran és Ganímedes. Les seves característiques es parlaran amb més detall a continuació.
Callisto és el satèl·lit galileà més allunyat de Júpiter. De diàmetre, està molt a prop del planeta Mercuri. La superfície de Calisto és extremadament antiga, caracteritzada per un gran nombre de cràters d'impacte, el que indicasobre l'absència d'activitat geològica. Alguns models de l'estructura permeten l'existència d'un oceà líquid sota la superfície de Calisto.
La foto següent mostra les llunes més grans de Júpiter en ordre de distància i en comparació amb la mida de la Terra i la Lluna.
Ganímedes: mida i òrbita
El diàmetre de Ganímedes és de 5268 km, gairebé 400 km més que el de Mercuri. No només és la lluna més gran de Júpiter, sinó també la lluna més gran i massiva del sistema solar. Ganímedes és una vegada i mitja més gran i dues vegades més gran que la Lluna.
El satèl·lit es troba a una mica més d'un milió de quilòmetres de Júpiter, movent-se en una òrbita gairebé circular, fent una revolució completa en 7,15 dies terrestres. La pròpia rotació de Ganímedes es produeix en sincronisme amb la revolució al voltant del planeta, de manera que sempre gira cap a Júpiter amb el mateix hemisferi, igual que la Lluna a la Terra.
Composició i estructura del satèl·lit
A més de les roques i el ferro, Ganímedes conté una gran quantitat d'aigua (principalment en forma de gel) amb una barreja de substàncies volàtils, com l'amoníac. Les dades de l'anàlisi espectral també indiquen la presència de diòxid de carboni, compostos de sofre i, probablement, substàncies orgàniques en forma de mescla (les anomenades tolines) a la seva superfície.
El model de l'estructura de Ganímedes es basa en els resultats de l'estudi de les característiques de la seva rotació i camp magnètic. Se suposa que el satèl·lit consta de les següents capes pronunciades:
- nucli enriquit amb ferro;
- mantell interior de silicat;
- mantell exterior predominantment gelat;
- oceà salat subsuperficial intercalat amb gel;
- escorça de composició i estructura complexes.
Funcions de superfície
Les imatges del satèl·lit més gran del planeta Júpiter, obtingudes durant les missions Voyager i sobretot Galileo, demostren la diversitat i l'estructura complexa de la superfície. Aproximadament un terç de l'àrea de Ganímedes està ocupada per zones fosques, aparentment antigues, amb un gran nombre de cràters. Les zones més lleugeres són una mica més joves, ja que hi ha molt menys formacions d'impacte. Tenen un caràcter solcat, cobert de moltes esquerdes i crestes.
Aquestes àrees lleugeres arrugues es creu que són el resultat de l'activitat tectònica passada. Probablement, aquests processos van ser causats per una sèrie de factors. En primer lloc, durant la diferenciació gravitatòria de l'interior del satèl·lit i la formació del seu nucli i altres capes, es va alliberar calor i la superfície es va deformar. A més, cal tenir en compte l'efecte de les forces de marea durant la inestabilitat de les òrbites al primer sistema de Júpiter.
La lluna més gran del planeta gegant té capes polars tènues, que es creu que estan formades per partícules de gelada d'aigua.
L'atmosfera fina de Ganimedes
Amb l'ajuda del telescopi espacial Hubble, es va descobrir un embolcall gasós extremadament enrarit d'oxigen molecular prop de Ganímedes. La seva presència s'associa molt probablement amb la dissociaciómolècules d'aigua al gel superficial sota la influència de la radiació còsmica. A més, s'ha detectat hidrogen atòmic a l'atmosfera de Ganímedes.
La concentració de partícules en aquesta atmosfera feble és de l'ordre de centenars de milions de molècules per centímetre cúbic. Això vol dir que la pressió a la superfície de Ganímedes pot ser dècimes de micropascal, que és un bilió de vegades menor que a la Terra.
Camp magnètic i magnetosfera
Com a resultat de les mesures realitzades per l'estació Galileo, va resultar que el satèl·lit més gran de Júpiter té el seu propi camp magnètic força fort. El valor de la seva inducció oscil·la entre 720 i 1440 nT (en comparació, per a la Terra és de 25–65 µT, és a dir, de mitjana, 40 vegades més). La presència d'un camp magnètic va servir com a argument seriós a favor del model, segons el qual el nucli de ferro de Ganímedes, com el del nostre planeta, es diferencia en una part central sòlida i una closca fosa.
El camp magnètic de Ganímedes forma la magnetosfera, la regió dins de la qual el moviment de les partícules carregades obeeix a aquest camp. Aquesta regió s'estén per una distància de 2 a 2,5 diàmetres de Ganímedes. Interacciona d'una manera complexa amb la magnetosfera de Júpiter i amb la seva ionosfera extremadament estesa. Els pols de Ganimedes mostren de tant en tant aurores.
En investigacions posteriors
Després de l'aparell Galileu, els satèl·lits de Júpiter es van estudiar principalment mitjançant telescopis. Una certa quantitatLes imatges també es van obtenir durant els sobrevols de les estacions Cassini i New Horizons. A principis del segle XXI, s'havien de dur a terme diversos projectes espacials especials per estudiar aquests cossos celestes, però per diversos motius es van tancar.
Ara estan previstes missions com EJSM (Europa Jupiter System Mission), que inclouen el llançament de diversos vehicles per explorar Io, Europa i Ganimedes, Europa Clipper i JUICE (Jupiter Icy Moons Explorer). En el programa d'aquest últim, es presta especial atenció al satèl·lit més gran de Júpiter.
Quin d'aquests projectes es farà realitat, el temps ho dirà. Si es duen a terme les missions anunciades, aprendrem moltes coses noves i emocionants sobre els mons llunyans del sistema de Júpiter.
