Обитаемая планета-сэндвич. Что ученые нашли подо льдами Ганимеда, спутника Юпитера?

«Планеты Медичи», или как нашли Ганимед

Спутники Юпитера Ганимед, Ио, Европа и Каллисто открыл итальянский ученый Галилео Галилей 7 января 1610 года. В тот день он принял их за звезды. Но спустя неделю наблюдений за траекториями их движения Галилей заключил, что обнаруженные им небесные тела — луны Юпитера. Тогда ученый назвал их «планетами Медичи», в честь своего покровителя, герцога Тосканы Козимо II де Медичи. Сами же луны получили порядковые номера, Ганимед назывался «Юпитер III».

В 1614 году немецкий астроном Симон Марий, который обнаружил спутники Юпитера раньше Галилея, но вовремя не опубликовал данные об этом, дал каждой луне собственные имена. Они названы в честь героев греческой мифологии, приближенных Зевса. Однако, ни Ганимед, ни остальные имена не пользовались популярностью в научном сообществе до середины двадцатого века.

Свистящий «сэндвич» с тонким слоем атмосферы. Какой он, самый большой спутник

Ганимед — самый большой спутник в пределах Солнечной системы. Его радиус составляет приблизительно 2634 км. Для сравнения, это 41% радиуса Земли, и в полтора раза больше радиуса Луны. Помимо внушительных габаритов, Ганимед обладает массой на 10% больше, чем у Титана, и в 2 раза больше, чем у Луны. Это делает его не только самым крупным, но и самым массивным спутником в Солнечной системе.

Поверхность Ганимеда состоит из водяного льда. Наблюдаются как более древние, темные и рельефные участки, содержащие глину, так и относительно молодые, светлее. Ледяной спутник полностью покрыт ударными кратерами разных размеров. Возраст некоторых из них доходит до 4 миллиардов лет.

Также на поверхности Ганимеда большое количество хребтов и борозд. Возможная причина их появления — таяние и смещение ледяной поверхности из-за приливного нагрева. Он возникает, когда спутник движется по орбите планеты и приливная сила для него разная в зависимости от точки орбиты. Так тело Ганимеда постоянно деформируется под действием приливных сил, создавая внутреннее трение. Оно и нагревает недра спутника.

Еще одна особенность Ганимеда — это единственный спутник в Солнечной системе, имеющий собственную магнитосферу. Причина этому — его расплавленное ядро, насыщенное железом. Наличие магнитного поля у спутника подозревали долгое время, но первые доказательства этой теории обнаружил космический аппарат «Galileo». В 1995—2003 годах он исследовал Юпитер, находясь на его орбите, и несколько раз сблизился с Ганимедом. В 2021 году другой космический аппарат, «Juno», записал «голос» спутника — свист и статические помехи, издаваемые его магнитным полем.

Однако магнитосфера Ганимеда очень маленькая и входит в магнитосферу Юпитера. Из-за такого смешения, когда в магнитном поле планеты происходят изменения, под их воздействие попадают полярные сияния Ганимеда. Они создаются магнитным полем спутника в районах южного и северного полюсов и видны только в ультрафиолетовых лучах. Попадая под влияние магнитного поля Юпитера, полярные сияния «раскачиваются» вперед и назад. Ученые «NASA» исследовали эти движения с помощью космического телескопа «Hubble». Так они нашли под коркой льда Ганимеда океан.

Исследователи провели моделирование структуры Ганимеда. Они рассчитали, что его подледный океан находится на глубине 150−200 км. По предположениям, в нем содержится больше жидкости, чем в Мировом океане Земли. А еще лед и океан на спутнике накладываются друг на друга слоями. Необычное внутреннее строение ученые сравнивают с сэндвичем. Также найденные на поверхности Ганимеда следы указывают, что в его океане содержится много солей и органики.

В «NASA» допускают, что при взаимодействии соленой воды с силикатными породами на Ганимеде зародились примитивные формы жизни. Если представить, что там действительно кто-то живет, то обитатели находятся под поверхностью льда и выживают в условиях отсутствия света и экстремально низких температур. Но никакая жизнь невозможна без атмосферы, и у Ганимеда она тоже имеется.

Многонациональная группа ученых в обсерватории имени Босхи, что находится в Индонезии, заметила атмосферу у спутника еще в 1972 году. Но в 1979-м космический зонд «Voyager-1» передал на Землю данные, идущие вразрез с их предположениями. И все же в 1995 году на Ганимеде нашли очень слабую кислородную атмосферу. Сделали это при помощи телескопа «Hubble». Он зафиксировал едва различимое свечение атомарного кислорода. Оно возникает, когда молекулярный кислород распадается на атомы при столкновении с электронами.

Такая тонкая атмосфера уменьшает шансы на существование каких-либо организмов на Ганимеде. Она важна в качестве защитного барьера. К примеру, на Земле атмосфера защищает существ от воздействия солнечной радиации и космических лучей. Атмосфера Ганимеда же настолько слабая, что не справилась бы со своими защитными функциями.

«JUICE» отправляется в будущее

Пока доказательства теорий относительно строения и обитаемости Ганимеда хоть и убедительные, но только косвенные. Выяснять, что же на самом деле представляет собой Ганимед, отправился космический зонд «JUICE» («Jupiter Icy Moons Explorer»). Его запустило Европейское космическое агентство 14 апреля 2023 года. Планируется, что «JUICE» доберется до Ганимеда в декабре 2034 года и пробудет там до конца 2035 года. Он будет исследовать состав спутника, его геологическую активность, определит области с подледными океанами.