Ganymedes

Ganymedes on Jupiterin suurin kuu ja myös koko Aurinkokunnan suurin kuu; se on halkaisijaltaan suurempi kuin Merkurius, mutta massaltaan vain puolet siitä. Galileo Galilei löysi sen vuonna 1610 ja se nimettiin kreikkalaisten jumalten juomanlaskijan Ganymedeen mukaan. Kuulla on myös tunnus Jupiter III. Vaikka Simon Marius ehdottikin nimeä "Ganymedes" pian kuun löytämisen jälkeen, ei sitä eikä muita Galilein kuiden nimiä otettu käyttöön ennen kuin vasta 1900-luvun puolenvälin paikkeilla. Vanhemmassa tähtitieteellisessä kirjallisuudessa Ganymedesta kutsuttiinkin yleensä vain "Jupiter III:ksi" tai "Jupiterin kolmanneksi kuuksi".

Ominaisuudet

Ganymedes koostuu silikaattikivestä ja vesijäästä. Jäinen kuori kelluu sohjoisen vaipan päällä, joka sisältää myös nestemäisen vesikerroksen. Galileo-luotaimelta saatu data viittaa siihen että Ganymedes on differentioitunut kolmeen kerrokseen: pientä sulaa rauta- tai rauta-rikkiydintä ympäröi kivinen silikaattivaippa jääkuoren ollessa päällimmäisenä. Metallinen ydin viittaa siihen että Ganymedes on lämmennyt enemmän kuin aiemmin on uskottu. Itse asiassa Ganymedes saattaa olla kuin Io, jolla on lisäksi ylimääräinen kerros jäätä.

Ganymedes jakaantuu karkeasti ottaen kahteen maastotyyppiin: hyvin vanhoihin, kraatteroituneisiin ja tummiin alueisiin, ja jonkin verran nuorempiin (silti hyvin muinaisiin) vaaleampiin alueisiin, jotka ovat hyvin uurteisia ja harjanteisia. Niiden alkuperä on selvästikin tektoninen; Ganymedeksen pinta näyttää jakautuneen erillisiin mannerlaattoihin, jotka kuten Maassa pystyvät liikkumaan itsenäisesti ja vuorovaikuttavat murtumavyöhykkeiden välityksellä muodostaen vuoristoja. On myös havaittu laavavirtoja muistuttavia rakenteita. Tässä mielessä Ganymedes on enemmän Maan kaltainen kuin Venus tai Mars, vaikka siellä ei olekaan todisteita viimeaikaisesta tektonisesta aktiivisuudesta. Samankaltaista harjanne-uurremaastoa on havaittu myös Enceladukselta, Mirandalta ja Arielilta. Tummat alueet muistuttavat Kalliston pintaa.

Molemmissa maastotyypeissä on havaittavissa huomattavaa kraatteroitumista. Kraatterien tiheyden perusteella pinnan iäksi on arvioitu 3–3.5 miljardia vuotta, eli se on samanikäinen kuin Kuun pinta. Monet uurteet ovat hautautuneet kraattereiden alle tai leikkaavat niitä, joten myös ne ovat varsin vanhoja muodostumia. Pinnalla näkyy myös suhteellisen nuoria kraattereita säteittäisine heittelekenttineen. Toisin kuin Kuun tapauksessa kraatterit ovat varsin tasaisia, eikä niillä ole reunavuoria tai keskuspainautumia, jotka ovat tyypillisiä Kuun ja Merkuriuksen kraattereille. Syynä tähän on luultavasti Ganymedeksen suhteellisen heikko jääkuori, joka virtaa aikojen kuluessa tasoittaen itsensä. Muinaisia "aavekraattereita", jotka ovat kokonaan tasoittuneet, kutsutaan termillä palimpsesti.

Suurin pinnanmuoto Ganymedeksellä on tumma tasanko nimeltään Galileo Regio, kuten myös sarja samankeskisiä harjanteita jotka ovat jäänteitä muinaisesta törmäyskraatterista, joka on aikoja sitten hautautunut geologisen toiminnan seurauksena.

Jupiterin magneettikenttään sidottujen hiukkasten säteily ei ole tappavan voimakasta Ganymedeen pinnalla. Säteilyannos on vain noin 0,08 Sv vuorokaudessa

Hubble-avaruusteleskooppi on löytänyt äskettäin todisteita hyvin ohuesta happi-kaasukehästä Ganymedeksellä. Europalla tiedetään olevan hyvin samankaltainen kaasukehä. Tämä ei kuitenkaan ole todiste elämästä; Ganymeden jäiseltä pinnalta luultavasti vapautuu vesimolekyylejä, jotka sitten hajoavat säteilyn vaikutuksesta happi- ja vetyatomeiksi. Sen jälkeen kevyet vetyatomit pakenevat Ganymedeksen painovoimakentästä.

Galileo-kiertolaisen ensimmäisen ohilennon aikana havaittiin että Ganymedeksellä on oma magneettikenttä Jupiterin valtavan magneettikentän sisällä. Se ilmeisesti muodostuu samalla tavoin kuin Maan magneettikenttä, sähköä johtavan aineen liikkeistä kuun sisuksissa. Tämän aineen uskotaan olevan hyvin suolapitoista vettä, tai sitten magneettisuus on peräisin kuun metallisesta ytimestä. Ganymedes on ainoa kuu, jolla tiedetään olevan magneettikenttä.

Rata ja kierto 
 Ganymede kiertää Jupiteria 1 070 400 kilometrin etäisyydellä, kolmas Galilean satelliittien joukossa, ja kiertää seitsemän päivää ja kolmen tuntia. Kuten useimmat tunnetut kuut, Ganymede on vuorovesilukittu, ja toinen puoli on aina kohti planeettaa, joten sen päivä on myös seitsemän päivää ja kolme tuntia. Sen kiertorata on hyvin lievästi eksentrinen ja kalteva Jovian päiväntasaajaan nähden, ja epäkeskisyys ja kaltevuus muuttuvat lähes jaksoittain auringon ja planeetan painovoiman häiriöiden vuoksi vuosisatojen ajan. Muutosalueet ovat 0,0009–0,0022 ja 0,05–0,32°. Nämä kiertoradan vaihtelut saavat aksiaalisen kallistuksen (kierto- ja kiertoakselien välinen kulma) vaihtelemaan välillä 0 - 0,33°.

Ganymede osallistuu kiertoradan resonansseihin Europan ja Ion kanssa: jokaista Ganymeden kiertorataa kohden Europa kiertää kahdesti ja Io neljä kertaa.Konjunktiot (kohdistus Jupiterin samalla puolella) Ion ja Europan välillä esiintyvät, kun Io on periapsiksessa ja Europa apoapsissa. Europan ja Ganymeden väliset konjunktiot syntyvät, kun Europa on periapsissa. Io–Eurooppa- ja Europa–Ganymedes-konjunktioiden pituusasteet muuttuvat samalla nopeudella, mikä tekee kolmoiskonjunktioista mahdotonta. Tällaista monimutkaista resonanssia kutsutaan Laplacen resonanssiksi. Nykyinen Laplace-resonanssi ei pysty pumppaamaa Ganymeden kiertoradan epäkeskisyyttä korkeampaan arvoon. Arvo noin 0,0013 on todennäköisesti jäännös aikaisemmasta aikakaudesta, jolloin tällainen pumppaus oli mahdollista. Ganymedian kiertoradan eksentrisyys on hieman hämmentävää; Jos sitä ei pumpata nyt, sen olisi pitänyt rapistua jo kauan sitten Ganymeden sisäosien vuorovesihäviön vuoksi. Tämä tarkoittaa, että eksentrinen virityksen viimeinen jakso tapahtui vain useita satoja miljoonia vuosia sitten. Koska Ganymeden kiertoradan epäkeskisyys on suhteellisen alhainen – keskimäärin 0,0015  – vuorovesilämpeneminen on nyt merkityksetöntä. Kuitenkin aiemmin Ganymedes on saattanut kulkea yhden tai useamman Laplacen kaltaisen resonanssin[h] läpi, jotka pystyivät pumppaamaan kiertoradan epäkeskisyyden jopa 0,01–0,02 arvoon. Tämä todennäköisesti aiheutti Ganymeden sisätilojen merkittävän vuorovesikuumenemisen; uritetun maaston muodostuminen voi johtua yhdestä tai useammasta kuumennusjaksosta.

Laplacen resonanssin alkuperästä Ion, Europan ja Ganymeden keskuudessa on kaksi hypoteesia: että se on alkukantainen ja on ollut olemassa aurinkokunnan alusta asti [40] tai että se kehittyi aurinkokunnan muodostumisen jälkeen. Mahdollinen tapahtumasarja jälkimmäisessä skenaariossa on seuraava: Io nosti vuoroveden Jupiterilla, mikä sai Ion kiertoradan laajentumaan (vauhdin säilymisen vuoksi), kunnes se kohtasi 2:1-resonanssin Europan kanssa; sen jälkeen laajeneminen jatkui, mutta osa kulmamomentista siirtyi Europaan, kun resonanssi sai myös sen kiertoradan laajentumaan; prosessi jatkui, kunnes Europa kohtasi 2:1 resonanssin Ganymeden kanssa.[39] Lopulta kaikkien kolmen kuun välisten konjunktioiden ajautumisnopeudet synkronoitiin ja lukittuivat Laplacen resonanssiin.

Luotaimet 
Euroopan avaruusjärjestön Juice-luotain laukaistiin onnistuneesti kohti Jupiteria perjantaina 14.4.2023. Luotaimen on määrä saapua Ganymedesin kiertoradalle joulukuussa 2034.

Lähteet

Aiheesta muualla 

Jupiterin kuut
Seulonnan keskeiset artikkelit