Ganimedes (księżyc)
 Ganimedes widziany przez sondę Juno, w naturalnych kolorach. | |
| Planeta | |
|---|---|
| Odkrywca | |
| Data odkrycia | 11 stycznia 1610 |
| Charakterystyka orbity | |
| Półoś wielka | 1 070 400 km[1] |
| Mimośród | 0,0013[1] |
| Perycentrum | 1 069 000 km |
| Apocentrum | 1 071 800 km |
| Okres obiegu | 7,155 d[1] |
| Prędkość orbitalna | 10,88 km/s |
| Nachylenie do płaszczyzny Laplace’a | 0,177°[1] |
| Długość węzła wstępującego | 63,552°[1] |
| Argument perycentrum | 192,417°[1] |
| Anomalia średnia | 317,540°[1] |
| Własności fizyczne | |
| Średnica równikowa | 5268,2 ± 0,6 km |
| Powierzchnia | 8,70×107 km² |
| Objętość | 7,6×1010 km³ |
| Masa | 1,4819×1023 kg |
| Średnia gęstość | 1,936 g/cm³ |
| Przyspieszenie grawitacyjne na powierzchni | |
| Siła ciążenia na powierzchni | 0,145 g |
| Prędkość ucieczki | 2,74 km/s[4] |
| Okres obrotu wokół własnej osi | synchroniczny |
| Albedo | 0,43 ± 0,02 |
| Jasność obserwowana (z Ziemi) | |
| Temperatura powierzchni | 110 K |
| Ciśnienie atmosferyczne | ślady Pa |
| Skład atmosfery | 100% tlen |
Ganimedes (Jowisz III) – największy księżyc Jowisza, należący do grupy księżyców galileuszowych. Jest równocześnie największym znanym księżycem w Układzie Słonecznym, ma większą średnicę od Merkurego, najmniejszej planety w Układzie Słonecznym.
Wszystkie księżyce galileuszowe można dostrzec przez zwyczajną lornetkę.
Odkrycie i nazwa
Odkrycie Ganimedesa przypisywane jest zwyczajowo Galileuszowi, który skierował na Jowisza skonstruowaną przez siebie lunetę i dostrzegł w pobliżu cztery stale zmieniające położenie „gwiazdy”. Były to największe księżyce Jowisza, później nazwane „galileuszowymi”.
W 1614 roku ukazało się dzieło niemieckiego astronoma Simona Mariusa „Mundus Jovialis”, w którym twierdził on, że dostrzegł te cztery obiekty na kilka dni przed Galileuszem. Galileusz określał to dzieło jako plagiat.
Nazwa księżyca Ganimedes, zaproponowana przez Mariusa, przyjęła się dopiero w XX wieku. Pochodzi od Ganimedesa, kochanka boga Zeusa z mitologii greckiej (odpowiednika rzymskiego Jowisza).
Powierzchnia
W końcu XX i na początku XXI wieku wokół Jowisza krążyła sonda Galileo. Na podstawie danych z tego próbnika wiemy, że Ganimedes wykazuje zróżnicowanie powierzchni – są tam obszary geologicznie młode, charakteryzujące się jaśniejszą barwą i występowaniem rowów, oraz starsze, ciemniejsze, które wyróżnia duża liczba kraterów uderzeniowych. Na powierzchni księżyca dostrzec można obszary, które prawdopodobnie przesuwały się względem siebie, jak płyty kontynentalne na Ziemi, a na ich obrzeżach wypiętrzały się – widoczne do dziś – góry. Wydaje się jednak, że aktywność tektoniczna Ganimedesa ustała.
Na powierzchni księżyca są widoczne polarne czapy lodowe na szerokościach począwszy od 40 równoleżnika.
Budowa wewnętrzna
Ganimedes jest największym księżycem Układu Słonecznego, większym od Plutona i Merkurego. Jednak jego średnia gęstość jest niska (nieco ponad 1,9 g/cm³), przez co masa księżyca stanowi zaledwie połowę masy Merkurego. Ganimedes jest księżycem lodowym, złożonym w znacznym stopniu z lodu wodnego.
Ganimedes ma wyraźnie zróżnicowaną strukturę wewnętrzną. W jego wnętrzu jest stosunkowo niewielkie żelazne jądro, otoczone grubym, zbudowanym z krzemianów płaszczem. Ponad płaszczem rozciąga się powłoka zbudowana z warstw lodu i słonej wody. Może to być kilka warstw stałych i ciekłych ułożonych naprzemiennie. Najgłębiej, w kontakcie ze skałami płaszcza, może istnieć warstwa silnie zasolonej wody, ponad nią gęsty lód VI, wyżej pośrednie warstwy stałe może tworzyć lód V i lód III. Są to wysokociśnieniowe formy lodu, niewystępujące naturalnie na Ziemi, o innej strukturze krystalicznej niż znany z życia codziennego lód Ih. Taki lód tworzy najbardziej zewnętrzną warstwę, twardą skorupę o grubości kilkunastu kilometrów[7].
Atmosfera
Obserwacje Teleskopem Hubble’a wskazują na istnienie wokół Ganimedesa bardzo rozrzedzonej atmosfery, która składa się niemal w 100% z tlenu. Powstaje ona w wyniku dysocjacji lodu powierzchniowego w efekcie napromieniowania. Grawitacja księżyca nie zatrzymuje uwolnionego przy tym lotnego wodoru, pozostawiając tlen.
Pole magnetyczne
Ganimedes jest jedynym księżycem w Układzie Słonecznym posiadającym własne dipolowe pole magnetyczne, na tyle silne, że tworzy niewielką magnetosferę, częściowo chroniącą powierzchnię przed promieniowaniem z magnetosfery Jowisza. Świadczy to najprawdopodobniej, że jądro księżyca jest częściowo stopione i funkcjonuje (lub funkcjonował) w nim mechanizm dynama magnetohydrodynamicznego, podobny do ziemskiego. Indukcja tego pola osiąga w okolicy biegunów magnetycznych 1,2 μT[8], ok. 1/50 wartości ziemskiej. Pole magnetyczne księżyca jest w okolicy równikowej skierowane przeciwnie do pola planety, zatem może zachodzić rekoneksja magnetyczna.
Dodatkowo pole magnetyczne Ganimedesa ma składową indukowaną zmianami pola magnetosfery Jowisza. Dokładne pomiary sondy Galileo pozwoliły pokazać, że indukowane pole stanowi tylko 84% pola przewidywanego przez wyliczenia teoretyczne. Różnica ta może świadczyć o istnieniu warstwy ciekłej wody pod powierzchnią.
Badania
Obserwacje tego księżyca z bliska zostały przeprowadzone przez przelatujące przez układ Jowisza sondy Pioneer 10 i 11[9], Voyager 1 i 2, New Horizons oraz orbitujące wokół planety sondy Galileo i Juno. Ganimedes ma być głównym celem badań projektowanej misji Europejskiej Agencji Kosmicznej Jupiter Icy Moon Explorer (JUICE)[10].
Fantastyka naukowa
Większa część akcji książki Sola z nieba północnego Bohdana Peteckiego rozgrywa się w bazie obcych na powierzchni Ganimedesa; księżyc ten pojawia się zresztą częściej w jego twórczości jako miejsce, gdzie znajdują się ludzkie bazy kosmiczne[11]. W książce Zagubieni. Inwazja Marcina Mortki matka Doriana Tomlinsona pracowała na Ganimedesie. W serialu Fred szczęściarz, gdy Brygida mówi, że jej ojciec za karę pośle ją na księżyc Jowisza, Piętaszek mówi, że na Ganimedesie jest bardzo przyjemnie.
Zobacz też
- Chronologiczny wykaz odkryć planet, planet karłowatych i ich księżyców w Układzie Słonecznym
- Pozostałe księżyce galileuszowe: Io, Europa, Kallisto
- Księżyce Jowisza
Przypisy
- ↑ a b c d e f g Planetary Satellite Mean Orbital Parameters (ang.). JPL, 2011-12-14. [dostęp 2012-07-29].
- ↑ Grawitacja obliczona ze wzoru wykorzystującego masę, stałą grawitacji (G) oraz promień (r): Gm/r2.
- ↑ Kalkulator przyspieszenia grawitacyjnego- Calcoolator.pl – Kalkulator online, calcoolator.pl [dostęp 2017-11-23] (pol.).
- ↑ Kalkulator drugiej prędkości kosmicznej- Calcoolator.pl – Kalkulator online, calcoolator.pl [dostęp 2017-11-23] (pol.).
- ↑ Donald K. Yeomans: Planetary Satellite Physical Parameters (ang.). JPL Solar System Dynamics, 2006-07-13.
- ↑ Yeomans: Horizon Online Ephemeris System for Ganymede (Major Body 503) (ang.). California Institute of Technology, Jet Propulsion Laboratory.Sprawdź autora:1.
- ↑ Ganymede May Harbor ‘Club Sandwich’ of Oceans and Ice (ang.). Jet Propulsion Laboratory, 2014-05-01. [dostęp 2015-02-08].
- ↑ Adam P. Showman, Renu Malhotra. The Galilean Satellites. „Science”. 286 (5437), s. 77–84, 1999-10-01. DOI: 10.1126/science.286.5437.77 (ang.).
- ↑ SP-349/396 PIONEER ODYSSEY (ang.). NASA History Office, 1977. [dostęp 2015-02-08].
- ↑ JUICE (JUpiter ICy moon Explorer): a European-led mission to the Jupiter system.
- ↑ Bartek Biedrzycki: Seria podcastów "Petecki przerywa milczenie". W: GniazdoSwiatow.net [on-line]. [dostęp 2016-11-23].
Linki zewnętrzne
- Ganymede. W: Księżyce Układu Słonecznego [on-line]. [dostęp 2016-02-05]. [zarchiwizowane z tego adresu (2013-07-27)].
- Ganymede (ang.). W: Solar System Exploration [on-line]. NASA. [dostęp 2018-08-31].
| Planety (☾ ∅) | |||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Planety karłowate | |||||||||||||||||
| Małe ciała Układu Słonecznego |
| ||||||||||||||||
- Zobacz też
- powstanie i ewolucja Układu Słonecznego
- ciała niebieskie
- lista obiektów w Układzie Słonecznym ze względu na
- Portal: Astronomia
- ciała niebieskie
Media użyte na tej stronie
This is a revised version of Solar_System_XXIX.png.
Autor: Kelvinsong, Licencja: CC BY-SA 3.0
Diagram of the internal structure of Ganymede. Based on data & a picture from 1. Ganymede texture from File:Noaa ganymede.jpg.
Diameter comparison of the Jovian moon Ganymede, Moon, and Earth.
Scale: Approximately 29 km per pixel.Possible 'Moonwich' of Ice and Oceans on Ganymede (Artist's Concept)
http://www.jpl.nasa.gov/spaceimages/details.php?id=PIA18005
http://www.jpl.nasa.gov/news/news.php?release=2014-138
Annotated Image
This artist's concept of Jupiter's moon Ganymede, the largest moon in the solar system, illustrates the "club sandwich" model of its interior oceans. Scientists suspect Ganymede has a massive ocean under an icy crust. In fact, Ganymede's oceans may have 25 times the volume of those on Earth. Previous models of the moon showed the moon's ocean sandwiched between a top and bottom later of ice. A new model, based on experiments in the laboratory that simulate salty seas, shows that the ocean and ice may be stacked up in multiple layers, more like a club sandwich.
Ice comes in different forms depending on pressures. "Ice I," the least dense form of ice, is what floats in your chilled beverages. As pressures increase, ice molecules become more tightly packed and thus more dense. Because Ganymede's oceans are up to 500 miles (800 kilometers) deep, they would experience more pressure than Earth's oceans. The deepest and most dense form of ice thought to exist on Ganymede is called "Ice VI."
When researchers added in salt into their models of the ocean, they found the situation changed from what was previously thought. With enough salt, liquid in Ganymede can become dense enough to sink to the very bottom of the seafloor, below Ice VI. Their models also suggest a complex stacking of ocean and ice, as illustrated in the picture.
What's more, the model shows that a strange phenomenon might occur in the uppermost liquid layer, where ice floats upward. In this scenario, cold plumes cause Ice III to form. As the ice forms, salt precipitates out. The salt then sinks down while the ice "snows" upward. Eventually, this ice would melt, resulting in a slushy layer in Ganymede's club sandwich structure.
Scientists say this structure may not be stable. It's possible the moon goes through a club sandwich phase, while at other times goes back to being more like a regular sandwich, with one ocean sitting below the familiar Ice I found on Earth and on top of different high-pressure ices.
The fact that salty water may persist at the bottom of the rocky seafloor, rather than ice, is favorable for the development of life. Researchers think life emerges through a series of chemical interactions at water-mineral interfaces, so a wet seafloor on Ganymede might be a key ingredient for life there.This color picture of Ganymede in the region 30 S 180 W shows features as small as 6 kilometers (3.7 miles) across. Shown is a bright halo impact crater that shows the fresh material thrown out of the crater. In the background is bright grooved terrain that may be the result of shearing of the surface materials along fault planes. The dark background material is the ancient heavily cratered terrain -- the oldest material preserved on the Ganymede surface.
Autor: NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Kevin M. Gill, Licencja: CC BY 2.0
Ganymede photographed by Juno in 2021, Projected from the perspective of '3.
The image depicts magnetic field of the Jovian satellite Ganymede embedded into the magnetosphere of Jupiter. The image is based on the reported Galileo measurements.[1][2] The green color denotes closed field lines. The model used for this work is a superposition of the background Jovian field (120 nT) and the intrinsic field (720 nT at the equator). The angle between the background field and the moment is 45°.
- ↑ Kivelson, M.G.; Warnecke, J.; Bennett, L. et.al. (1998). "Ganymede’s magnetosphere: magnetometer overview" (pdf). J.of Geophys. Res. 103 (E9): 19,963-19,972. DOI:10.1029/98JE00227.
- ↑ Kivelson, M.G.; Khurana, K.K.; Coroniti, F.V. et.al. (2002). "The Permanent and Inductive Magnetic Moments of Ganymede" (pdf). Icarus 157: 507-522. DOI:0.1006/icar.2002.6834.