Қазіргі таңда Күн жүйесінің планетаологиясы бойынша зерттеулердің едәуір бөлігі алып планеталардың серіктеріне арналған. Оларға деген қызығушылық жетпісінші және сексенінші жылдардың тоғысында, «Вояджер» ғарыш кемесінен түсірілген алғашқы суреттер ғалымдарға осы шалғай әлемдердің таңғажайып алуан түрлілігі мен күрделілігін ашқаннан кейін артты. Зерттеудің перспективалық объектілерінің бірі - Юпитердің ең үлкен жер серігі - Ганимед.
Юпитер жүйесі қысқаша
Спутниктер туралы айтатын болсақ, әдетте олар сақина жүйелерін құрайтын шағын объектілердің санындағы айырмашылықты ескермейді - Сатурндағы үлкен және Юпитерде әлдеқайда қарапайым. Осыны ескерсек, Күн жүйесіндегі ең үлкен ғаламшарда қазіргі деректерге сәйкес ең көп планета бар.
Белгілі жерсеріктердің саны үнемі өсіп келеді. Сонымен, 2017 жылға қарай Юпитердің 67 спутнигі бар екені белгілі болды, олардың ең үлкені планеталармен салыстырылады жәнекішігірім өлшемдері шамамен бір шақырымды құрайды. 2019 жылдың басында ашық жерсеріктердің саны қазірдің өзінде 79-ға жетті.
Галилей спутниктері
Юпитер жүйесіндегі планетаның өзінен басқа төрт үлкен денені 1610 жылы Галилео Галилей ашқан. Оның құрметіне олар өздерінің жалпы атауын алды. Юпитердің ең үлкен спутниктері грек-рим пантеонының жоғарғы құдайының сүйіктісінің атымен аталған: Ио, Еуропа, Ганимед және Каллисто. Оларды шағын телескоппен немесе бинокльмен оңай көруге болады. Бұл жерсеріктердің әрқайсысы планета ғалымдарын қатты қызықтырады.
Io – планетаға ең жақын – күн жүйесіндегі ең белсенді нысан екендігімен ерекше. Юпитердің, сондай-ақ Еуропа мен Ганимедтің толқындық әсеріне байланысты Иода төрт жүзден астам жанартаулар әрекет етеді. Диаметрі Айдан сәл үлкен жер серігінің бүкіл беті күкірт пен оның қосылыстарының шығарындыларымен жабылған.
Еуропа - Айдан сәл кішірек, екінші үлкен жер серігі. Ол жарықтар мен жарықтар кесіп өткен мұзды қыртыспен жабылған. Бұл жер қыртысының астында сұйық су мұхитының белгілері бар. Еуропа - жерден тыс тіршілікті табуға үміткерлердің бірі.
Үшінші үлкен ай – Ганимед. Оның мүмкіндіктері төменде толығырақ талқыланады.
Каллисто - Юпитерден ең алыс орналасқан Галилей жер серігі. Диаметрі бойынша ол Меркурий планетасына өте жақын. Каллистоның беті өте көне, көптеген соққы кратерлерімен сипатталады, бұл көрсетедігеологиялық белсенділіктің жоқтығы туралы. Құрылымның кейбір үлгілері Каллисто бетінің астында сұйық мұхиттың болуына мүмкіндік береді.
Төмендегі суретте Юпитердің ең үлкен серіктері одан қашықтығы бойынша және Жер мен Айдың өлшемдерімен салыстырғанда көрсетілген.
Ганимед: өлшем және орбита
Ганимедтің диаметрі 5268 км, бұл Меркурийдің диаметрінен 400 км дерлік артық. Бұл Юпитердің ең үлкен серігі ғана емес, сонымен қатар Күн жүйесіндегі ең үлкен және ең массивтік серігі. Ганимед Айдан бір жарым есе үлкен және массасы екі есе үлкен.
Спутник Юпитерден миллион километрден сәл астам қашықтықта, дөңгелек дерлік орбитада қозғалып, 7,15 Жер күнінде толық төңкеріс жасайды. Ганимедтің өз айналуы планетаның айналасындағы төңкеріспен синхронды түрде жүреді, сондықтан ол әрқашан бірдей жарты шармен Юпитерге - Айдың Жерге қарай бұрылуы сияқты.
Спутниктің құрамы мен құрылымы
Тау жыныстары мен темірден басқа Ганимедтің құрамында аммиак сияқты ұшпа заттардың қоспасы бар көп мөлшерде су (негізінен мұз түрінде) бар. Спектрлік талдау деректері сонымен қатар оның бетінде көмірқышқыл газының, күкірт қосылыстарының және, мүмкін, қоспа түріндегі органикалық заттардың (толиндер деп аталатын) болуын көрсетеді.
Ганимед құрылымының моделі оның айналу ерекшеліктерін және магнит өрісін зерттеу нәтижелеріне негізделген. Спутник келесі айқын қабаттардан тұрады деп болжанады:
- темірмен байытылған өзек;
- силикат ішкі мантия;
- сыртқы басым мұзды мантия;
- жер асты тұзды мұхит қабаты мұзбен жабылған;
- құрамы мен құрылымы күрделі қабық.
Бет мүмкіндіктері
Вояджер және әсіресе Галилео миссиялары кезінде алынған Юпитер планетасының ең үлкен жер серігінің суреттері жер бетінің әртүрлілігі мен күрделі құрылымын көрсетеді. Ганимед аймағының шамамен үштен бірін кратерлердің көптігі бар қараңғы, көне аймақтар алып жатыр. Жеңіл аймақтар біршама жас, өйткені оларда соққы түзілімдері айтарлықтай аз. Олар көптеген жарықтар мен жоталармен жабылған борозды сипатқа ие.
Бұл жеңіл мыжылған жерлер бұрынғы тектоникалық белсенділіктің нәтижесі деп саналады. Бәлкім, бұл процестерге бірқатар факторлар себеп болған шығар. Біріншіден, спутниктің ішкі бөлігінің гравитациялық дифференциациясы және оның өзегі мен басқа қабаттарының пайда болуы кезінде жылу бөлініп, беті деформацияланған. Сонымен қатар, Юпитердің ерте жүйесіндегі орбиталардың тұрақсыздығы кезінде толқындық күштердің әсерін ескеру қажет.
Алып планетаның ең үлкен айының әлсіз полярлық қақпақтары бар, олар судың аязының бөлшектерінен пайда болады деп есептеледі.
Ганимедтің жұқа атмосферасы
Хаббл ғарыштық телескопының көмегімен Ганимед маңында өте сирек кездесетін молекулалық оттегінің газ тәрізді қабығы табылды. Оның болуы, ең алдымен, диссоциациямен байланыстығарыштық сәулеленудің әсерінен беткі мұздағы су молекулалары. Сонымен қатар, Ганимед атмосферасында атомдық сутегі анықталды.
Бұл әлсіз атмосферадағы бөлшектердің концентрациясы текше сантиметрге жүздеген миллион молекулаға тең. Бұл Ганимед бетіндегі қысым микропаскальдың оннан бір бөлігін құрауы мүмкін дегенді білдіреді, бұл Жердегіден триллион есе аз.
Магнит өрісі және магнитосфера
Галилео станциясы жүргізген өлшеулер нәтижесінде Юпитердің ең үлкен спутнигінің өзінің жеткілікті күшті магнит өрісі бар екені анықталды. Оның индукциясының мәні 720-дан 1440 нТ-ға дейін (салыстыру үшін, Жер үшін ол 25–65 мкТ, яғни орта есеппен 40 есе көп). Магниттік өрістің болуы модельдің пайдасына маңызды дәлел болды, оған сәйкес Ганимедтің темір өзегі, біздің планетамыз сияқты, қатты орталық бөлікке және балқытылған қабықшаға бөлінеді.
Ганимедтің магнит өрісі магнитосфераны – зарядталған бөлшектердің қозғалысы осы өріске бағынатын аймақты құрайды. Бұл аймақ Ганимед диаметрі 2-ден 2,5-ке дейінгі қашықтыққа созылады. Ол Юпитердің магнитосферасымен және оның өте кеңейтілген ионосферасымен күрделі түрде әрекеттеседі. Ганимедтің полюстерінде мезгіл-мезгіл полюстар көрінеді.
Ары қарай зерттеулерде
Галилей аппаратынан кейін Юпитердің серіктері негізінен телескоптар арқылы зерттелді. КейбірСуреттер сонымен қатар Кассини және Жаңа көкжиектер станцияларының ұшуы кезінде алынған. 21 ғасырдың басында бұл аспан денелерін зерттеу үшін бірнеше арнайы ғарыштық жобалар жүзеге асырылуы керек еді, бірақ бірқатар себептерге байланысты олар жабылды.
Енді Io, Europa және Ganymede, Europa Clipper және JUICE (Jupiter Icy Moons Explorer) зерттеуге арналған бірнеше көліктерді іске қосуды қамтитын EJSM (Europa Jupiter System Mission) сияқты жоспарланған миссиялар. Соңғысының бағдарламасында Юпитердің ең үлкен спутнигіне ерекше назар аударылады.
Бұл жобалардың қайсысы жүзеге асады, оны уақыт көрсетеді. Жарияланған миссиялар орындалса, біз Юпитер жүйесіндегі алыс әлемдер туралы көптеген жаңа және қызықты нәрселерді үйренеміз.
