Ганимед

Ганимед

**Ганимед** - крупнейший спутник не только системы Юпитера, но и всей Солнечной системы.

В 1610 году Галилео Галилей совершил удивительное открытие, так как возле гиганта Юпитера нашел 4 светлых пятна. Сначала он подумал, что перед ним звезды, но потом понял, что видит спутники.

Среди них был Ганимед – крупнейший в нашей системе спутник, превышающий по размерам Меркурий. Это также единственная луна с магнитосферой, кислородной атмосферой и внутренним океаном.

## Обнаружение и имя

В китайских записях можно найти отметку, что за Ганимедом мог наблюдать еще Ган Де в 365 г. до н.э. Но все же обнаружение приписывают Галилею, который 7 января 1610 года удачно направил прибор в небо.

Изначально все спутники именовались римскими цифрами. Но Симон Мариус, утверждавший, что нашел луны самостоятельно, предложил свои имена, которые мы используем до сих пор.

В мифах Древней Греции Ганимед был ребенком короля Троса.

## Размер, масса и орбита

С радиусом в 2634 км (0.413 земного) Ганимед выступает крупнейшей луной в нашей системе. Но масса – 1.4619 х 1023, что намекает на состав из водяного льда и силикатов.

Показатель эксцентриситета – 0.0013, а удаленность колеблется между 1 069 200 км и 1 071 600 км (средняя – 1 070 400 км). На орбитальный проход тратит 7 дней и 3 часа. Пребывает в гравитационном блоке с планетой.

Орбита расположена под наклоном к планетарному экватору, что вызывает орбитальные изменения от 0 до 0.33°. Спутник настроен на резонанс 4:1 с Ио и 2:1 с Европой.

## Состав и поверхность

Показатель плотности в 1.936 г/см3 намекает на присутствие одинаковых пропорций камня и льда. Водяной лед достигает 46-50% лунной массы (ниже Каллисто) с возможностью формирования аммиака. Поверхностное альбедо – 43%.

Ультра-инфракрасный и УФ-обзор показали присутствие двуокиси углерода, двуокиси серы, а также цианоген, гидросульфат и разнообразные органические соединения. Поздние исследования находили сульфат натрия и сульфат магния, которые могли поступить из подповерхностного океана.

Внутри спутник обладает ядром (железное, жидкий железный слой и сульфидное внешнее), силикатной мантией и оболочкой из льда. Полагают, что ядро простирается в радиусе на 500 км, а температура – 1500-1700 К с давлением в 10 Па.

На присутствие ядра из жидкого железа и никеля намекает магнитное поле луны. Скорее всего, причина в конвекции в жидком железе с высоким уровнем электропроводности. Показатель плотности ядра достигает 5.5-6 г/см3, а у силикатной мантии – 3.4-3.6 г/см3.

Мантия представлена хондритами и железом. Внешняя ледяная корка выступает крупнейшим слоем (800 км). Есть мнение, что между слоями расположен жидкий океан. На это могут намекать сияния.

На поверхности отмечают две разновидности рельефа. Это древние, темные и кратерные участки, а также молодые и светлые территории с хребтами и канавками.

Темная часть занимает 1/3 всей поверхности. Ее окрас объясняется наличием глины и органических материалов во льду. Полагают, что все дело в кратерных формированиях.

Рифленый ландшафт выступает тектоническим, что связано с криовальванизмом и приливным нагревом. Изгиб мог поднять температуру внутри объекта и надавить на литосферу, что вызвало формирование разломов и трещин, уничтоживших 70% темной местности.

Большая часть кратеров сосредоточена на темных участках, но их можно отыскать повсюду. Полагают, что 3.5-4 млрд. лет назад Ганимед прошел сквозь период активной астероидной атаки. Ледяная кора слабая, поэтому углубления более плоские.

Есть ледяные шапки со льдом, обнаруженные Вояджером. Данные от аппарата Галилео подтвердили, что вероятнее всего они сформировались от плазменной бомбардировки.

## Атмосфера

На Ганимеде есть слабый атмосферный слой с кислородом. Создается благодаря присутствию на поверхности водяного льда, разделяющегося на водород и кислород при контакте с УФ-лучами.

Наличие атмосферы приводит к эффекту аэрографа – слабое световое излучение, созданное атомным кислородом и энергетическими частичками. Лишен равномерности, поэтому над полярными территориями формируются яркие пятна.

Спектрограф нашел озон и кислород. Это намекает на присутствие ионосферы, потому что кислородные молекулы ионизируются ударами электронов. Но это пока не подтвердилось.

## Магнитосфера

Ганимед – уникальный спутник, потому что располагает магнитосферой. Величина стабильного магнитного момента – 1.3 х 103 Т · м3 (втрое выше показателя Меркурия). Магнитный диполь установлен на 176° относительно планетарного магнитного момента.

Сила магнитного поля достигает 719 Тесла, а диаметр магнитосферы – 10.525-13.156 км. Замкнутые полевые линии находятся ниже 30° широты, где захватываются заряженные частички и формируют радиационный пояс. Среди ионов наиболее распространенными выступает одиночный ионизированный кислород.

Контакт между лунной магнитосферой и планетарной плазмой напоминает ситуацию с солнечным ветром и земной магнитосферой. Индуцированное магнитное поле намекает на существование подземного океана.

Но возможность магнитосферы все еще остается тайной. Кажется, что она формируется из-за динамо – перемещение материала в ядро. Но есть и другие тела с динамо, у которых нет магнитосферы. Полагают, что ответом могут служить орбитальные резонансы. Увеличение приливного нагрева способно изолировать ядро и не дать ему остыть. Или же все дело в остаточной намагниченности силикатных пород.

## Обитаемость

Ганимед выступает привлекательной целью для поиска жизни из-за возможного подповерхностного океана. Анализ в 2014 году подтвердил, что может быть несколько океанических слоев, отделенных ледяными пластинами. Причем нижний касается каменистой мантии.

Это важно, так как в воду может поступать тепло от приливного сгибания, что поддержит жизненные формы. Присутствие кислорода только повышает шансы.

## Исследование

К Юпитеру отправлялось несколько зондов, поэтому они отслеживали и особенности Ганимеда. Первыми полетели Пионер-10 (1973) и Пионер-11 (1974). Они предоставили детали физических характеристик. За ними в 1979 году помчались Вояджеры 1 и 2. В 1995 году на орбиту вышел Галилео, изучающий спутник с 1996-2000 г. Ему удалось обнаружить магнитное поле, внутренний океан и предоставить множество спектральных снимков.

Последний обзор прошел в 2007 году от Новых Горизонтов, летящего к Плутону. Зонд создал топографическую и композиционную карты Европы и Ганимеда.

Сейчас есть несколько проектов, которые находятся в ожидании одобрения. В 2022-2024 гг. могут запустить JUICE, которая охватила бы все галилейские луны.

Среди отмененных проектов числится и JIMO, собирающийся детально изучить крупнейшую луну в системе. Причина отмены – нехватка средств.

## Колонизация

Ганимед выступает одним из отличных кандидатов на создание колонии и трансформацию. Это крупный объект с гравитацией 1.428 м/с2 (напоминает Луну). Это значит, что на запуск ракеты уйдет меньше топлива.

Магнитосфера защитит от космических лучей, а водяной лед поможет создавать кислород, воду и ракетное топливо. Но не обойтись и без проблем. Магнитосфера не такая плотная, как мы привыкли, поэтому не сможет защитить от радиации Юпитера.

Также магнитосферы не хватит, чтобы удержать плотный атмосферный слой и комфортную температуру. Среди решений фигурирует возможность создать поселение под землей, ближе к ледяным залежам. Тогда нам не грозят лучи и морозы. Пока это лишь проекты и наброски. Но Ганимед заслуживает пристального внимания, потому что однажды может стать источником жизни или вторым домом.