Ganumedes (maan)

Ganumedes (Grieks: Γανυμήδης, Engels: Ganymede; ook Jupiter III genoem) is die grootste maan van die planeet Jupiter, asook die grootste maan en negende grootste voorwerp in die Sonnestelsel (insluitende die Son). Met ’n deursnee van 5 268 km is dit groter as Mercurius, maar sy massa is net 50% van dié van Mercurius. Ganumedes is die enigste maan wat sonder 'n teleskoop sigbaar is, maar net in baie goeie en donker situasies.

Ganumedes het ’n metaalkern en is die enigste maan in die Sonnestelsel wat sover bekend ’n magneetveld het. Dit is die derde van die mane van Galilei, die eerste groep voorwerpe wat om ’n ander planeet wentel wat ontdek is. Dit is die sewende maan van Jupiter af. Dit wentel rofweg elke sewe dae om Jupiter en is respektiewelik in ’n 1:2:4-baanresonansie met die mane Europa en Io.

Dis moontlik dat Ganumedes in 364 v.C. deur die Chinese sterrekundige Gan De ontdek is. Galileo Galilei kry egter gewoonlik die eer daarvoor; die sterrekundige het die maan se bestaan op 7 Januarie 1610 geregistreer, saam met die drie ander mane van Galilei, Kallisto, Europa en Io. Ganumedes is die enigste maan van Jupiter wat 'n manlike naam het. Dit is genoem na Ganumedes, ’n goddelike held en Trojaanse prins, seun van Tros van Dardanië en Kallirroë, en ’n geliefde van Zeus in die Griekse mitologie.

Ganumedes is saamgestel uit omtrent ewe veel hoeveelhede silikaatrots en waterys. Dit het ’n ysterryke, vloeibare kern en ’n interne oseaan wat meer water kan bevat as die Aarde se oseane saam. Sy oppervlak bestaan uit twee soorte terrein: Donker streke vol impakkraters wat dateer van vier miljard jaar gelede bedek omtrent ’n derde van die maan, terwyl ligter streke met uitgebreide groewe en riwwe wat net effens jonger is, die res bedek. Die oorsaak van die ligte terrein se versteurde geologie is nie bekend nie, maar dit is waarskynlik vanweë tektoniese aktiwiteit wat deur getyverhitting veroorsaak is.

Ganumedes se magneetveld word moontlik geskep deur konveksie in sy vloeibare ysterkern. Die maan het ’n dun suurstofatmosfeer wat O, O2 en moontlik O3 (osoon) insluit. 

Van Pioneer 10 af het verskeie ruimtetuie Ganumedes verken. Die Voyager-tuie het metings van sy grootte verfyn, terwyl Galileo sy ondergrondse oseaan en magneetveld ontdek het. Die volgende beplande sending na die Jupiterstelsel is die Europese Ruimteagentskap se "Jupiter Icy Moon Explorer" (JUICE), wat volgens plan in 2022 gelanseer sal word. Ná verbyvlugte van al drie ysmane, sal die tuig waarskynlik in ’n wentelbaan om Ganumedes gaan.

Geskiedenis

Volgens Chinese sterrekunderekords het Gan De in 365 v.C. iets met die blote oog waargeneem wat ’n maan van Jupiter kon wees, waarskynlik Ganumedes. Hy het egter berig die kleur van die metgesel was rooierig, wat raaiselagtig is omdat die maan te ver is om die kleur met die blote oog uit te maak. Shi Shen en Gan De het saam redelik akkurate waarnemings van die vyf grootste planete gemaak.

Op 7 Januarie 1610 het Galileo Galilei iets waargeneem wat hy beskou het as drie sterre naby Jupiter, insluitende wat later besef is Ganumedes, Kallisto en die gesamentlike lig van Io en Europa was; die volgende aand het hy opgemerk hulle het beweeg. Op 13 Januarie het hy al vier vir die eerste keer saam gesien, maar hy het elke maan voor dié datum minstens een keer apart gesien. Teen 15 Januarie het Galileo tot die gevolgtrekking gekom die "sterre" is eintlik liggaame wat om Jupiter wentel. Hy het die reg opgeëis om die mane name te gee. Hy het eers sy ontdekking die "Cosmica Sidera" ('Cosimo se sterre') gegee ter ere van Cosimo II de' Medici, ’n ryk student van hom. Op voorstel van Cosimo het hy die naam verander na "Medicea Sidera" ('die Medici-sterre') ter ere van Cosimo en sy drie broers. Die ontdekking is in Maart 1610 aangekondig, minder as twee maande ná die eerste waarnemings.

Nadat verskeie individuele name voorgestel en verwerp is, is eindelik besluit op Ganumedes, Io, Europa en Kallisto, wat minnaars was van Zeus (die Griekse weergawe van die Romeinse god Jupiter).

Wentelbaan en rotasie

Ganumedes wentel op ’n afstand van 1 070 400 km om Jupiter en is die derde maan van Galilei van die planeet af. Dit voltooi ’n revolusie elke sewe dae en drie uur. 

Soos die meeste bekende mane is Ganumedes in ’n sinkroniese wentelbaan, met dieselfde kant wat altyd na Jupiter wys. Sy dag is dus ook sewe aarddae en drie uur lank. Sy wentelbaan is baie effens eksentriek en gehel tot Jupiter se ewenaar; dié twee faktore verander kwasiperiodiek vanweë son- en planetêre swaartekragversteurings op ’n tydskaal van eeue. Die omvang van dié veranderings is respektiewelik 0,0009-0,0022 en 0,05-0,32°. As gevolg van dié veranderings wissel sy ashelling (die hoek tussen sy rotasie- en wentelas) tussen 0 en 0,33°.

Ganumedes is in ’n baanresonansie met Europa en Io: vir elke wentelbaan van Ganumedes draai Europa twee keer en Io vier keer om Jupiter. Die buitekonjunksie tussen Io en Europa geskied altyd wanneer Io by sy periapside en Europa by sy apoapside is. Die buitekonjunksie tussen Europa en Ganumedes geskied wanneer Europa by sy periapside is. 

Die lengtegraad van die Io-Europa- en die Europa-Ganumedes-konjunksies verander teen dieselfde tempo, en dit maak driedubbele konjunksies onmoontlik. So ’n ingewikkelde resonansie word die "Laplace-resonansie" genoem.

Fisiese eienskappe

Grootte
Ganumedes is die grootste en swaarste maan in die Sonnestelsel. Sy deursnee van 5 268 km is 0,41 dié van die Aarde, 0,77 keer dié van Mars, 1,02 keer dié van Saturnus se maan Titaan (die tweede grootste maan), 1,08 keer dié van Mercurius en 1,51 keer dié van die Maan. Sy massa is 10% groter as Titaan s’n en 2,02 keer dié van die Maan.

Samestelling en oppervlak
Die gemiddelde digtheid van Ganumedes is 1,936 g/cm3, en dit dui op ’n samestelling van gelyke dele rotsagtige materiaal en meestal wateryse. Daar kan ook ander vlugtige yse soos ammoniak teenwoordig wees. 

Die maan se oppervlak het ’n albedo van sowat 43%. Dit lyk of waterys alomteenwoordig is. Naby-infrarooi-spektroskopie het die teenwoordigheid van sterk waterys-absorpsiebande by golflengtes van 1,04, 1,25, 1,5, 2,0 en 3,0 μm getoon. Die gegroefde terrein is helderder en bevat meer ys as die donker terrein. Daar is verskeie niewatermateriale: koolstofdioksied, swaeldioksied en moontlik sianogeen, waterstofsulfaat en verskeie organiese verbindings. Galileo-resultate het ook gewys daar is magnesiumsulfaat (MgSO4) en moontlik natriumsulfaat (Na2SO4) op die oppervlak. Dié soute se oorsprong kan die ondergrondse oseaan wees.

Ganumedes se oppervlak is ’n mengsel van twee soorte terrein: ’n baie ou, donker terrein vol kraters en ’n ietwat jonger (maar steeds antieke), ligter terrein met groewe en riwwe. Die verhittingsmeganisme wat nodig is vir die vorming van die gegroefde terrein is onbekend, maar dit kan tektonies van aard wees. Kriovulkanisme kon dalk ook ’n klein rol gespeel het. Die kragte wat die sterk spanningsdruk in Ganumedes se yslitosfeer veroorsaak het wat nodig is om tektoniese aktiwiteit aan die gang te sit, kan verband hou met getyverhitting in die verlede; dit is moontlik veroorsaak toe die maan deur onstabiele baanresonansies beweeg het. Die getybuigings van die ys kon die binnekant verhit en druk op die litosfeer geplaas het, en dit kon gelei het tot krake en verskuiwings wat die ouer, donkerder terrein oor 70% van die oppervlak bedek het. Die vorming van die groewe kan ook verband hou met die vroeë vorming van die kern en gevolglike getyverhitting van Ganumedes se binnekant. Tydens die daaropvolgende evolusie kon diep, warm waterpluime uit die kern na die oppervlak opgestoot en gelei het tot die tektoniese deformasie van die litosfeer. 

Kraters kom op albei soorte terrein voor, maar is veral volop op die donker terrein; dit is vermoedelik impakkraters. Die ligter terrein met groewe bevat heelwat minder impakkraters, wat nie van groot belang was vir die maan se tektoniese evolusie nie. Die digtheid van die kraters dui op ’n ouderdom van 4 miljard jaar vir die donker terrein, nes die Maan se plato's, en ’n ietwat jonger ouderdom vir die gegroefde terrein (hoeveel jonger is onseker). Ganumedes kon ’n geskiedenis van hewige katervorming 3,5 tot 4 miljard jaar gelede gehad het, nes die Maan. Ouer groewe kan gesien word, asook relatief jong strale ejekte. Ganumedes se kraters is platter as dié op die Maan en Mercurius. Dit is moontlik vanweë die relatief swak aard van Ganumedes se yskors, wat kan (of kon) vloei en dus die reliëf versag.

Ganumedes het ook poolkappe, wat moontlik uit waterryp bestaan. Die ryp strek tot by breedtegraad 40°. Data van Galileo dui daarop dat die teenwoordigheid van ’n magneetveld lei tot intens gelaaide deeltjies wat sy oppervlak in die onbeskermde poolgebiede bombardeer; spatsels veroorsaak dan ’n herverspreiding van watermolekules, met ryp wat na plaaslik kouer streke van die poolterrein migreer.

’n Kater met die naam Anat is ’n verwysingspunt vir lengtegrade op Ganymede. Anat is by lengtegraad 128°. Lengtegraad 0° wys direk na Jupiter en, tensy anders vermeld, neem die lengtegrade weswaarts toe.

Ondergrondse oseane

In die 1970's het Nasa-wetenskaplikes die eerste keer vermoed Ganumedes het ’n diep oseaan tussen twee yslae, een op die oppervlak en een onder ’n vloeibare oseaan en op die rotsagtige mantel. In die 1990's het Nasa se Galileo-sending verby Ganumedes gevlieg en bevestig dat die maan ’n ondergrondse oseaan het. ’n Ontleding is in 2014 gepubliseer wat die realistiese termodinamika vir water en die uitwerking van sout in ag geneem het. Dit het daarop gedui dat Ganumedes verskeie oseaanlae het wat geskei word deur verskillende fases van ys, met die laagste vloeistoflaag teenaan die mantel. Die kontak tussen water en rots kan ’n belangrike rol speel in die oorsprong van lewe. 

Die ontleding het ook aangedui dat die uiterste dieptes wat betrokke is (~800 km tot die rotsagtige "rotsbodem") beteken die temperatuur op die bodem van ’n oseaan tot 40 K hoër kan wees as dié by die ys-water-skeidingsvlak. In Maart 2015 het wetenskaplikes berig metings met die Hubble-ruimteteleskoop van hoe die auroras oor Ganumedes se oppervlak beweeg, dui op die bestaan van ’n ondergrondse oseaan. ’n Groot soutwateroseaan beïnvloed die maan se magneetveld en gevolglik sy aurora. Die getuienis het getoon Ganumedes se oseane kan die grootste in die hele Sonnestelsel wees.

Daar is gissings oor die moontlike bewoonbaarheid van Ganumedes se oseaan.

Verkenning

Verskeie ruimtetuie wat verby Jupiter gevlieg of om die planeet gewentel het, het Ganumedes van naderby beskou – onder meer tydens vier verbyvlugte in die 1970's en verskeie in die 1990's tot 2000's. Pioneer 10 was in 1973 naby die maan en Pioneer 11 in 1974. Hulle het inligting teruggestuur oor onder meer fisiese eienskappe. Pioneer 10 se naaste afstand was 446 250 km.

Voyager 1 en Voyager 2 was volgende, in 1979. Hulle het die grootte van die maan gemeet en onthul dit is groter as Titaan, wat voorheen geglo is groter is. Die gegroefde terrein is ook waargeneem.

In 1995 het Galileo om Jupiter begin wentel en tussen 1996 en 2000 ses naby verbyvlugte van Ganumedes onderneem. Die naaste afstand was 264 km van Ganumedes se oppervlak af. Tydens ’n verbyvlug in 1996 is die maan se maagneetveld ontdek, terwyl die ontdekking van die oseaan in 2001 aangekondig is. Galileo het ook verskeie verbindings ontdek wat nie yse is nie. Die laaste naby waarnemings van Ganumedes is deur New Horizons gemaak, wat in 2007 op pad na Pluto data oor die topografiese eienskappe en verbindings op Europa en Ganumedes verskaf het.

Verwysings

Eksterne skakels
 Ganumedes  by Nasa se Solar System Exploration site
 Ganumedes by Views of the Solar System
 Ganumedes-kraterdatabasis by die Lunar and Planetary Institute

 Hierdie artikel is vertaal uit die Engelse Wikipedia

Mane van Jupiter