V súčasnosti sa významná časť výskumu planetológie slnečnej sústavy venuje satelitom obrovských planét. Záujem o ne vzrástol na prelome sedemdesiatych a osemdesiatych rokov po tom, čo úplne prvé snímky z kozmickej lode Voyager odhalili vedcom úžasnú rozmanitosť a zložitosť týchto vzdialených svetov. Jedným zo sľubných predmetov štúdia je najväčší satelit Jupitera – Ganymede.
Systém Jupiter v skratke
Keď už hovoríme o satelitoch, spravidla neberú do úvahy rozdiel v počte malých objektov, ktoré tvoria prstencové systémy - obrovské na Saturne a oveľa skromnejšie na Jupiteri. Vzhľadom na túto skutočnosť má najväčšia planéta slnečnej sústavy podľa moderných údajov aj najpočetnejšiu družinu.
Počet známych satelitov neustále rastie. Takže do roku 2017 bolo známe, že Jupiter má 67 satelitov, z ktorých najväčšie sú porovnateľné s planétami amalé majú veľkosť asi kilometer. Na začiatku roka 2019 už počet otvorených satelitov dosiahol 79.
Galilejské satelity
Štyri najväčšie, okrem samotnej planéty, telesá v systéme Jupiter objavil v roku 1610 Galileo Galilei. Na jeho počesť dostali svoje súhrnné meno. Najväčšie satelity Jupitera sú pomenované po milencovi najvyššieho božstva grécko-rímskeho panteónu: Io, Europa, Ganymede a Callisto. Sú dobre viditeľné malým ďalekohľadom alebo ďalekohľadom. Každý z týchto satelitov je veľmi zaujímavý pre planetárnych vedcov.
Io - najbližšie k planéte - je pozoruhodné tým, že je najaktívnejším objektom v slnečnej sústave. Vplyvom prílivu a odlivu Jupitera, ako aj Európy a Ganymedu pôsobí na Io viac ako štyristo sopiek. Celý povrch satelitu, ktorý je o niečo väčší ako priemer Mesiaca, je pokrytý emisiami síry a jej zlúčenín.
Európa je druhý najväčší satelit, o niečo menší ako Mesiac. Je pokrytá ľadovou kôrou popretkávanou zlomami a puklinami. Pod touto kôrou sú známky oceánu tekutej vody. Európa je jedným z najlepších kandidátov na nájdenie mimozemského života.
Tretím najväčším mesiacom je Ganymedes. Jeho funkcie budú podrobnejšie popísané nižšie.
Callisto je Galilea najvzdialenejšia od Jupitera. V priemere je veľmi blízko planéte Merkúr. Povrch Callisto je mimoriadne starý, vyznačuje sa obrovským množstvom impaktných kráterov, čo naznačujeo absencii geologickej aktivity. Niektoré modely štruktúry umožňujú existenciu tekutého oceánu pod povrchom Callisto.
Nasledujúca fotografia zobrazuje najväčšie mesiace Jupitera v poradí podľa vzdialenosti od neho a v porovnaní s veľkosťou Zeme a Mesiaca.
Ganymede: veľkosť a obežná dráha
Priemer Ganymedu je 5268 km, čo je takmer o 400 km viac ako priemer Merkúra. Nie je to len najväčší mesiac Jupitera, ale aj najväčší a najhmotnejší mesiac v slnečnej sústave. Ganymedes je jedenapolkrát väčší a dvakrát hmotnejší ako Mesiac.
Satelit je od Jupitera vzdialený o niečo viac ako milión kilometrov, pohybuje sa po takmer kruhovej obežnej dráhe a za 7,15 pozemského dňa urobí úplnú revolúciu. Vlastná rotácia Ganymeda prebieha synchronizovane s rotáciou okolo planéty, takže sa vždy otáča k Jupiteru s rovnakou pologuľou - rovnako ako Mesiac k Zemi.
Zloženie a štruktúra satelitu
Okrem hornín a železa obsahuje Ganymede veľké množstvo vody (hlavne vo forme ľadu) s prímesou prchavých látok, ako je napríklad amoniak. Údaje spektrálnej analýzy tiež naznačujú prítomnosť oxidu uhličitého, zlúčenín síry a pravdepodobne aj organických látok vo forme zmesi (tzv. tholinov) na jeho povrchu.
Model Ganymedovej štruktúry je založený na výsledkoch štúdia vlastností jeho rotácie a magnetického poľa. Predpokladá sa, že satelit pozostáva z nasledujúcich výrazných vrstiev:
- jadro obohatené o železo;
- silikátový vnútorný plášť;
- vonkajší prevažne ľadový plášť;
- podpovrchový slaný oceán pretkaný ľadom;
- kôra komplexného zloženia a štruktúry.
Funkcie povrchu
Snímky najväčšieho satelitu planéty Jupiter získané počas misií Voyager a najmä Galileo demonštrujú rozmanitosť a komplexnú štruktúru povrchu. Približne jednu tretinu územia Ganymedu zaberajú tmavé, zjavne starobylé oblasti s veľkým počtom kráterov. Svetlejšie oblasti sú o niečo mladšie, keďže je tam podstatne menej nárazových útvarov. Majú brázdený charakter, pokryté mnohými prasklinami a vyvýšeninami.
Verí sa, že tieto svetlé zvrásnené oblasti sú výsledkom minulej tektonickej aktivity. Pravdepodobne tieto procesy spôsobilo množstvo faktorov. Po prvé, počas gravitačnej diferenciácie vnútra družice a vzniku jej jadra a ďalších vrstiev sa uvoľnilo teplo a došlo k deformácii povrchu. Okrem toho je potrebné vziať do úvahy vplyv slapových síl počas nestability obežných dráh v ranom systéme Jupitera.
Najväčší mesiac obrovskej planéty má slabé polárne čiapky, o ktorých sa predpokladá, že ich tvoria častice vodného mrazu.
Tenká atmosféra Ganymedu
Pomocou Hubbleovho vesmírneho teleskopu bol blízko Ganymedu objavený extrémne riedky plynný obal molekulárneho kyslíka. Jeho prítomnosť je s najväčšou pravdepodobnosťou spojená s disociácioumolekuly vody v povrchovom ľade pod vplyvom kozmického žiarenia. Okrem toho bol v atmosfére Ganymedu zistený atómový vodík.
Koncentrácia častíc v tejto slabej atmosfére je rádovo v stovkách miliónov molekúl na centimeter kubický. To znamená, že tlak na povrchu Ganymedu môže dosahovať desatiny mikropascalu, čo je biliónkrát menej ako na Zemi.
Magnetické pole a magnetosféra
Ako výsledok meraní uskutočnených stanicou Galileo sa ukázalo, že najväčší satelit Jupitera má svoje vlastné pomerne silné magnetické pole. Hodnota jeho indukcie sa pohybuje od 720 do 1440 nT (pre porovnanie, pre Zem je to 25–65 µT, teda v priemere 40-krát viac). Prítomnosť magnetického poľa slúžila ako vážny argument v prospech modelu, podľa ktorého je železné jadro Ganymedu, podobne ako jadro našej planéty, rozlíšené na pevnú centrálnu časť a roztavenú škrupinu.
Ganymedove magnetické pole tvorí magnetosféru – oblasť, v ktorej sa pohyb nabitých častíc riadi týmto poľom. Táto oblasť sa rozprestiera na vzdialenosť 2 až 2,5 Ganymedovho priemeru. Komplexným spôsobom interaguje s magnetosférou Jupitera a s jeho extrémne rozšírenou ionosférou. Póly Ganymedu občas ukazujú polárne žiary.
O ďalšom výskume
Po aparatúre Galileo boli satelity Jupitera študované najmä pomocou ďalekohľadov. Nejaké množstvoSnímky boli získané aj počas preletov staníc Cassini a New Horizons. Na začiatku 21. storočia sa malo uskutočniť niekoľko špeciálnych vesmírnych projektov na štúdium týchto nebeských telies, ale z viacerých dôvodov boli uzavreté.
Teraz plánované misie ako EJSM (Europa Jupiter System Mission), zahŕňajúce vypustenie niekoľkých vozidiel na prieskum Io, Európy a Ganymedu, Europa Clipper a JUICE (Jupiter Icy Moons Explorer). V programe posledného menovaného je obzvlášť veľká pozornosť venovaná najväčšiemu satelitu Jupitera.
Ktorý z týchto projektov sa naplní, ukáže čas. Ak sa ohlásené misie uskutočnia, dozvieme sa veľa nových a vzrušujúcich vecí o vzdialených svetoch v systéme Jupiter.
