Jabarkan Magnetosfer dari Ganimede (satelit)

Wahana Galileo melakuakan enam kali terbang rendah pada Ganimede dari tahun 1995–2000 (G1, G2, G7, G8, G28 dan G29) dan menemukan bahwa Ganimede memiliki momen magnet (intrinsik) yang permanen yang bebas dari medan magnet Jupiter. Momen tersebut nilainya sekitar , yang tiga kali lebih besar daripada momen magnet Merkurius. Dipol magnetiknya miring terhadap sumbu rotasi Ganimede sebesar 176°, yang berarti bahwa arahnya berlawanan dengan momen magnet Jupiter. Kutub utaranya terletak di bawah bidang orbitnya. Medan magnetik dipolnya yang timbul karena momen permanen ini besarnya 719 ± 2 nT di ekuator satelit itu, yang bila dibandingkan dengan medan magnet Jupiter pada jarak Ganimede—sekitar 120 nT. Medan ekuator Ganimede berlawanan arah dengan medan Jupiter, yang berarti rekoneksi adalah mungkin. Kekuatan medan intrinsik di kutub adalah dua kali kekuatan di ekuator—1440 nT.

Momen magnetik permanen itu melewati satu bagian ruang di sekitar Ganimede, membuat magnetosfer kecil tertanam dalam magnetosfer Jupiter; ia merupakan satu-satunya satelit dalam Tata Surya yang diketahui memiliki ciri tersebut. Diameternya 4–5 RG (RG = 2,631.2 km). Magnetosfer Ganimede memiliki daerah dengan garis medan tertutup yang terletak di bawah garis lintang 30°, dimana partikel bermuatan (elektron dan ion) terperangkap, membuat semacam sabuk radiasi. Spesies ion utama di magnetosfernya adalah oksigen tunggal terionisasi—O+—yang sesuai dengan atmosfer oksigen tipis di satelit itu. Di daerah kap kutub, di garis lintang yang lebih tinggi daripada 30°, garis medan magnetiknya terbuka, menghubungkan Ganimede dengan ionosfer Jupiter. Di area ini, elektron dan ion berenergi (puluhan dan ratusan keV) telah terdeteksi, yang mungkin menyebabkan aurora yang diamati di sekitar kutub ganymedian. Selain itu, ion-ion berat terus-menerus berjatuhan di permukaan kutub satelit itu, melemparkan atom-atom es dan menggelapkan es itu di sana.

Intraksi antara magnetosfer ganymedian dan plasma Jupiter dalam banyak segi mirip dengan yang terjadi antara angin surya dan magnetosfer Bumi.. Plasma yang turut berputar segerakan dengan Jupiter itu menimpa sisi belakang magnetosfer ganymedian sangat mirip dengan angin surya menimpa magnetosfer Bumi. Perbedaan utamanya adalah kecepatan aliran plasma—supersonik dalam kasus Bumi dan subsonik dalam kasus Ganimede. Karena aliran subsonik itu, tidak ada kejutan busur di lepas permukaan belakang Ganimede.

Selain momen magnet intrinsik, Ganimede mempunyai medan magnet dipol terinduksi. Keberadaannya berkaitan dengan variasi medan magnet Jupiter dekat satelit itu. Momen terinduksi tersebut berarah radial ke atau dari Jupiter mengikuti arah bagian yang bervariasi dari medan magnet planet itu. Momen magnetik terinduksi itu lebih lemah daripada yang intrinsik. Kuat medan dari medan yang terinduksi di ekuator magnetik adalah sekitar 60 nT—setengah dari kuat medan di sekitar Jupiter. Medan magnetik terinduksi Ganimede mirip dengan milik Kalisto dan Europa, menandakan bahwa satelit ini juga memiliki samudra air di bawah permukaannya dengan daya hantar listrik yang tinggi.

Dengan diketahui bahwa Ganimede berdiferensiasi sepenuhnya dan memiliki inti metalik, mdan magnetik intrinsiknya mungkin timbul dengan cara yang sama dengan Bumi: hasilnya material penghantar bergerak di bagian dalamnya. Medan magnet yang dideteksi di sekitar Ganimede mungkin disebabkan oleh konveski bahan penyusun di intinya, jika medan magnet itu hasil dari aksi dinamo, atau magnetokonveksi.

Meski ada inti besi, magnetosfer Ganimede tetap menjadi teka-teki, terutama dengan diketahui bahwa benda-benda yang serupa tidak punya ciri seperti itu. Beberapa penelitian menyarankan bahwa, dengan ukurannya yang relatif kecil, intinya mestinya telah cukup mendingin ke titik dimana gerakan fluida dan medan magnet tidak bertahan keberadaannya. Satu penjelasan adalah bahwa resonasi orbit yang sama yang diajukan telah mengacaukan permukaannya juga memungkinkan medan magnetik tetap ada: dengan eksentrisitas Ganimede naik dan pemanasan pasang-surut meningkat selama resonansi itu, mantelnya mungkin telah mengisolasi inti itu, mencegahnya mendingin. Penjelasan lain adalah kemagnetan sisa dari bebatuan silikat di mantelnya, yang mungkin jika satelit itu punya lebih banyak medan yang dibangkitkan oleh dinamo pada masa lalu.