Ganimed (satelit)

S Vikipedije, slobodne enciklopedije
Ukoliko ste tražili pojam iz grčke mitologije, pogledajte članak Ganimed (mitologija).
Ganimed

Fotografija koju je zabeležila sonda Galileo
Fotografija koju je zabeležila sonda Galileo

Planeta Jupiter
Otkriće
Otkrio Galileo Galilej
Datum otkrića 7. januar 1610.
Karakteristike orbite
Apoapsis 1.072.200 km
Ekcentricitet 0,0015
Period revolucije 7,155
Period rotacije 7,155 Tage
Nagib 0,21
Fizičke karakteristike
Srednji poluprečnik 2634.1 km
Masa 1,482 · 1023 kg
Gustina 1,940 g/cm³
Magnituda 4,6

Ganimed je najveći Jupiterov satelit i sedmi po udaljenosti od planete. To je treći Galilejev satelit otkriven 1609. godine. U grčkoj mitologiji Ganimed je trojanski dječak, velike ljepote, koga je Zevs doveo da poslužuje bogove.

Ganimed je najveći satelit u Solarnom sistemu. Po prečniku je veći od Merkura ali ima duplo manju masu. Površina je kombinacija dvije vrste terena: stari, tamniji regioni puni kratera i nešto mlađi, svjetliji regioni označeni sa pukotinama i brazdama. Njihovo porijeklo je tektonske prirode, ali detalji nisu poznati.

Vojadžer 2 je proletjeo na svega 59 530 km od satelita, te je na osnovu snimaka koji su tada načinjeni mapirano 80% površine sa rezolucijom od 5 km ili manje. Dokaze atmosfere sa razređenim kiseonikom na Ganimedu, jako sličnoj atmosferi posmatranoj na Evropi, nedavno je pronašao Habl svemirski teleskop.

Mnogi krateri su pronađeni na obe vrste terena. Gustoća kratera pokazuje starost od 3 do 3,5 milijarde godina, što znači da je slične starosti kao i Mjesec. Kratera je puno pa su neki čak i jedni preko drugih i isečeni sistemom brazda što implicira da su i one jako stare. Za razliku od Mjeseca, krateri su pljosnati, i nedostaje im planinski prsten i centralna depresija svojevrsna kraterima na Mjesecu i Merkuru. Ovo je verovatno rezultat slabe prirode Ganimedove ledene kore, koja može putovati tokom geološkog vremena i tako promijeniti reljef. Stari krateri čiji je reljef nestao, ostavljajući samo naznake kratera, zovu se palimpsesti.

Ganimed je jedini satelit u Solarnom sistemu za koji se zna da poseduje magnetosferu, koja se najverovatnije stvara konvekcijom u tečnom gvozdenom jezgru.[1] Oskudna magnetosfera je “zatrpana” unutar mnogo većeg Jupiterovog magnetnog polja sa kojim je povezana preko linija polja. Satelit ima tanku atmosferu ispunjenu kiseonikom koja sadrži O, O2 a moguće i O3(ozon). Atomi vodonika čine manji deo atmosfere. Nerešeno je pitanje da li satelit ima jonosferu povezanu sa atmosferom.

Galileov prvi let do Ganimeda otkrio je da Ganimed ima sopstveno magnetsko polje smješteno unutar velikog Jupiterovog magnetskog polja.

Otkriće i imenovanje[uredi | uredi izvor]

Dopis koji je Galileo Galilej napisao duždu Venecije Leonardu Donatu u kojem navodi opservacije Jupitera i četiri meseca.

Galileo Galilej je 7. januara 1610. godine posmatrao 3 objekta pored Jupitera za koje je mislio da su zvezde (to su bili Ganimed, Kalisto i zajednički sjaj Evrope i Ia koji su bili neposredno jedan do drugoga). Sledeće noći primetio je da su objekti pomerili svoje položaje; 13. januara je razlučio 4 objekta. Do 15. januara Galileo je došao do zaključka da su ove zvezde u stvari nebeska tela u orbiti Jupitera.

Na sugestiju Johana Keplera, Simon Marij je imenovao mesece Jupitera, uključujući Ganimed.[2]

Ovo ime iz mitologije kao i imena drugih Galilejevih satelita su pala u zaborav na duže vreme i nisu bili u upotrebi sve do sredine 20. veka. U većini ranije astronomske literature koristilo se obeležje po rimskim brojevima (sistem koji je uveo Galileo), i Ganimed se naziva Jupiter III, kao “treći Jupiterov satelit”. Nakon otkrića meseca oko Saturna, sistem imenovanja baziran na predlozima Keplera i Marija je upotrebljen za mesece Jupitera. Ganimed je jedini od ovih meseca nazvan po muškoj osobi - on je kao i Io, Evropa i Kalisto bio ljubavnik Zevsu.

Na osnovu kineskih astronomskih podataka, astronom Gan De je otkrio golim okom mesec koji orbitira oko Jupitera; verovatno je to bio Ganimed.[3]

Orbita i rotacija[uredi | uredi izvor]

Ganimed orbitira oko Jupitera na odstojanju od 1.070.400 km, treći među Galilejevim satelitima, kompletira jednu revoluciju za sedam dana i tri sata.[4] Kao i većina poznatih meseca, i Ganimed je plimno zaključan - jedna njegova strana je uvek okrenuta ka površini planete. Njegova orbita je malo ekscentrična i nagnuta u odnosu na Jupiterov ekvator. Ove orbitalne oscilacije uzrokuju da osni nagib (ugao između totacione i orbitalne ose) šeta između 0 i 0,33°.

Laplasova rezonancija Ganimeda, Evrope i Ia.

Ganimed učestvuje u orbitalnoj rezonanci sa Evropom i Iom; za svaku jednu orbitu Ganimeda, Evropa napravi dve a Io četiri orbite. Velika konjukcija između Ia i Evrope se događa kada je Io u periapsisu a Evropa u apoapsisu. Velika konjunkcija između Evrope i Ganimeda dešava se kada je Evropa u periapsisu. Geografske dužine konjunkcije Io-Evropa i Evropa-Ganimed se menjaju po istom zakonu tako da je nemoguće da se postigne trostruka konjunkcija. Ova veoma komplikovana rezonancija se naziva Laplasova rezonanca.

Postoje dve hipoteze o poreklu Laplasove rezonance između Ganimeda, Evrope i Ia: da je ona iskonska i da postoji od nastanka Sunčevog sistema, ili da je nastala nakon formiranja Sunčevog sistema. Mogući scenario događaja za drugi slučaj je sledeći: Io je podigao talase na Jupiteru čime izaziva širenje njegove orbite dok nije došla u 2:1 rezonancu sa Evropom; nakon toga širenje se nastavilo, međutim deo ugaonog momenta se preneo na Evropu jer je rezonanca uslovila da se i njena orbita proširi; proces se nastavio sve dok Evropa nije došla u rezonancu 2:1 sa Ganimedom.[5] Na kraju se stepen skretanja konjukcije između sva tri meseca sinhronizovao i zaključao u Laplasovu rezonancu.

Fizičke karakteristike[uredi | uredi izvor]

Sastav[uredi | uredi izvor]

Vidi se izražena granica između starog (tamnijeg) i mladog (svetlijeg) terena.

Prosečna gustina Ganimeda, 1,936 g/cm³, sugeriše sastav od otprilike jednakih delova stenovitog materijala i vode, koja je većinom u obliku leda. Maseni udeo leda je 46–50%, malo niži nego kod Kalista.[6] Dodatni nestalni led, kao što je amonijak, može biti prisutan. Tačan sastav Ganimedovih stena nije poznat, ali je verovatno približan L/LL tipu običnih hondrita, koji se karakterišu po manje gvožđa i više gvozdenih oksida od Х hondrita. Odnos mase gvožđa i silicijuma kod Ganimeda je 1,05–1,27.

Ganimedova površina ima albedo od oko 43%. Led je prisutan svuda po površini meseca sa ukupnim udelom od 50–90%, značajno više nego kada se gleda celokupan sastav. Infracrvenom spektroskopijom je otkriveno prisustvo apsorbcione grupe na talasnim dužinama od 1,04, 1,25, 1,5, 2,0 i 3,0 μm. Naborani teren je svetliji i sadrži više leda od tamnijeg terena.[traži se izvor] Analizama pomoću visoke rezolucije, infracrvenog i UV spektra koje su prikupili Galileo i zemaljske observatorije otkriveno je prisustvo Ugljen-dioksida, Sumpor-dioksida, sumporne kiseline i raznih orgaskih jedinjenja. Galielovi rezultati takođe ukazuju na prisustvo Magnezijum sulfata (MgSO4), a moguće i Natrijum sulfata (Na2SO4) na površini. Ove soli možda potiču od okeana koji se nalazi ispod površine.[7]

Ganimedova površina je asimetrična; hemisfera koja prednjači (ona koja je licem okrenuta prema smeru kretanja po orbiti) je svetlija od druge hemisfere. Nešto slično se dešava i kod Evrope, dok se skoro suprotno dešava kod Kalista. Hemisfera koja kasni je bogata sumpor-dioksidom.

Unutrašnja struktura[uredi | uredi izvor]

Model Ganimedovog jezgra koji pokazuje hladnu ledenu koru, spoljašnji topao omotač, unutrašnji silikatni omotač i metalno jezgro.

Ganimed je u potpunosti diferenciran, i sastoji se od gvozdenog jezgra, silikatnog omotača i spoljašnjeg omotača sačinjenog od leda.[8] Ovaj model je podržan niskom vrednošću njegovog bezdimenzionog momenta inercije (0,3105 ± 0,0028), koji je izmeren tokom misije Galileo sonde. Ganimed ima najniži moment inercije od svih čvrstih tla u Solarnom sistemu. Postojanje tečnog, gvožđem bogatog jezgra obezbeđuje logično objašnjenje za sopstveno magnetno polje koje je detektovao Galileo. Konvekcija u tečnom jezgru, koje ima visoku električnu provodnost, je najlogičniji model za generaciju magnetnog polja.

Tačna debljina različitih unutrašnjih slojeva Ganimeda zavisi od pretpostavljenog silikatnog sastava (frakcija olivina i piroksena) i količine sumpora u jezgru. Najverovatnija vrednost za poluprečnik jezgra je 700–900 km i 800–1.000 km za debljinu spoljašnjeg ledenog mentla, dok je ostatak sastavljen od silikatnog omotača.[9] Gustina jezgra je 5,5–6 g/cm³ a silikatnog omotača 3,4–3,6 g/cm³. Neki modeli postojanja magnetosfere zahtevaju da jezgro bude načinjeno od čistog gvožđa unutar tečnog Fe–FeS jezgra - slično sastavu jezgra Zemlje. Potencijalni prečnik ovakvog jezgra je do 500 km. Temperatura u jezgru Ganimeda je verovatno 1.500–1.700 K, a pritisak do 10 gigapaskala.

Površinske odlike[uredi | uredi izvor]

Ganimedovu površinu čini mešavina dva tipa terena: veoma stari, prepuni kratera, tamni regioni i nešto mlađi (mada su i oni veoma stari) svetliji regioni prekriveni velikim brojem kanala i brazda. Taman deo terena, koji prekriva trećinu površine,[10] sadrži glinu i organske materije koji bi mogli da otkriju sastav impaktora čijim su nagomilavanjem formirani Jupiterovi meseci.[11]

Slika površine Ganimeda na kojoj se može videti razlika između svetlijeg i tamnijeg terena, kao i neki krateri.

Mehanizam zagrevanja, koji je neophodan za stvaranje naboranog terena na Ganimedu, je trenutno nerešen problem planetarnih nauka. Moderne teoreme ukazuju da je naborani teren nastao kao posledica tektonskih procesa, dok je kriovulkanizam imao samo manju ulogu.[12] Sile koje su uzrokovale nastanak velikog naprezanja u Ganimedovoj ledenoj litosferi i koje su neophodne za inicijalizaciju tektonske aktivnosti su možda povezane sa događajima talasnog zagrevanja u prošlosti, najverovatnije kada je mesec prolazio kroz period nestabilne orbitalne rezonancije.[12][13] Talasanje ledene spoljašnjosti je možda zagrevalo unutrašnjost i stvaralo naprezanja u litosferi. Posledica ovih naprezanja je nastanak pukotina i raseda koji su prekrili stari, taman teren na 70% površine.[12][14] Nastanak naboranog terena možda potiče iz ranih dana nastanka meseca, tokom formiranja jezgra i zagrevanja unutrašnjosti. Ovaj proces je uzrokovao da se Ganimed uveća za 1-6%[12] Tokom kasnije evolucije vrela voda, zagrevana jezgrom, je prodirala iz unutrašnjosti na površinu čime je nastala tektonska deformacija litosfere.[15]

Krateri su raspoređeni po celoj površini, ali su posebno izraženi na tamnom terenu. Podaci ukazuju na to da je taman teren star oko 4 milijarde godina (slično terenu na Mesecu), dok je svetliji teren mlađi mada se ne može sa sigurnošću tvrditi koliko.[16] Smatra se da je većina kratera nastala u peroiodu od pre 4 do 3,5 milijardi godina. Krateri na Ganimedu su manji od onih na Mesecu ili planeti Merkur jer je površina Ganimeda drugačijeg sastava tako da su tokom vremena ovi ”ožiljci” izravnjani.

Ganimed takođe poseduje polarne kape, najverovatnije sačenjene od mraza. Ovaj mraz se prostire do 40° geografske širine. Prisustvo polarnih kapa prvo put je primetila letelica Vojadžer 1. Prisustvo Ganimedovog magnetnog polja uslovljava da veći broj naelektrisanih čestica bombarduje polarne regione koji su manje zaštićeni. Vodene čestice se usled toga raspršuju tako da se mraz širi po oblastima sa nižom temperaturom unutar polarnih predela.[17]

Atmosfera i jonosfera[uredi | uredi izvor]

Istraživanje[uredi | uredi izvor]

Sonda Pionir 10 poslala je ovu sliku Ganimeda tokom prolaza 1973. g.

Više svemirskih sondi koje su prolazile pored ili ulazile u orbitu Jupitera su detaljnije istražile Ganimed.

Pionir 10 se približio 1973. g. a Pionir 11 1974. g.[18] i oni su vratili informacije o satelitu.[19] U te informacije spada bolje određivanje fizičkih karakteristika, veličine, i površinskih odlika većih od 400 km.[20] Najmanja udaljenost Pionira 10 od površine Ganimeda je bila 446.250 km.[21]

Letelice Vojadžer 1 i Vojadžer 2 su sledeće istražile Ganimed 1979. g. One su dodatno poboljšale znanja o njegovoj veličini, čime je otkriveno da je Ganimed veći od Saturnovog meseca Titana.[22] Sa slika se takođe moglo videti da je teren veoma naboran.[23]

Letelica Galileo je 1995. g. ušla u orbitu oko Jupitera i u periodu između 1996. i 2000. godine sprovela šest bliskih naleta iznad Ganimeda. Najbliži od ovih bio je samo 264 km iznad površine meseca. Tokom prvog preleta otkriveno je njegovo magnetno polje,[24] dok je tokom naleta 2001. g. otkriven okean ispod površine. Letelica koja najskorije istražila Ganimed bila je Novi horizonti 2007. godine na svom putu ka Plutonu. Tokom ovog proleta letelica je snimila topografsku mapu površine.[25][26]

U maju 2012. godine Evropska svemirska agencija odabrala je misiju DžUS (Jupiter Icy Moon Explorer (JUICE)). Letelica će ući u orbitu oko Ganimeda, ali će u putu proleteti pored Kalista i Evrope.[27] Poletanje je planirano za 2022. dok je ulazak u orbitu oko Ganimeda planiran za 2033. godinu.

Vidi još[uredi | uredi izvor]

Reference[uredi | uredi izvor]

  1. ^ The Permanent and Inductive Magnetic Moments of Ganymede (jezik: engleski), Pristupljeno 3. februara 2012.
  2. ^ „Satellites of Jupiter”. Pristupljeno 3. 2. 2012. 
  3. ^ „SAO/NASA Astrophysics Data System (ADS)“, Pristupljeno 3. 2. 2012.
  4. ^ Maloney 1957, str. 71.
  5. ^ „Tidal Evolution into the Laplace Resonance and the Resurfacing of Ganymede” (PDF). Pristupljeno 3. 2. 2012. 
  6. ^ „The Galilean Satellites” (PDF). Pristupljeno 9. 2. 2012. 
  7. ^ McCord, Thomas B. (2001). Hansen, Gary B.; Hibbitts, Charles A.. „Hydrated Salt Minerals on Ganymede's Surface: Evidence of an Ocean Below”. Science. 292 (5521): 1523—1525. Bibcode:2001Sci...292.1523M. PMID 11375486. doi:10.1126/science.1059916. 
  8. ^ Sohl, F. (2002). Spohn, T; Breuer, D.; Nagel, K.. „Implications from Galileo Observations on the Interior Structure and Chemistry of the Galilean Satellites”. Icarus. 157 (1): 104—119. Bibcode:2002Icar..157..104S. doi:10.1006/icar.2002.6828. 
  9. ^ Kuskov, O.L.; Kronrod; Zhidikova (2005). Kronrod, V.A.; Zhidicova, A.P.. „Internal Structure of Icy Satellites of Jupiter” (PDF). Geophysical Research Abstracts. European Geosciences Union. 7: 01892. Bibcode:2010aogs...19..365K. 
  10. ^ „A GLOBAL GEOLOGIC MAP OF GANYMEDE” (PDF). Pristupljeno 4. 3. 2012. 
  11. ^ „THE GRANDEUR OF GANYMEDE: SUGGESTED GOALS FOR AN ORBITER MISSION” (PDF). Pristupljeno 4. 3. 2012. 
  12. ^ a b v g Showman, Adam P.; Malhotra, Renu (1. 10. 1999). „The Galilean Satellites” (PDF). Science. 286 (5437): 77—84. PMID 10506564. doi:10.1126/science.286.5437.77. 
  13. ^ „Coupled Orbital and Thermal Evolution of Ganymede” (PDF). Pristupljeno 4. 3. 2012. 
  14. ^ „GANYMEDE’S ORBITAL AND THERMAL EVOLUTION AND ITS EFFECT ON MAGNETIC FIELD GENERATION” (PDF). Pristupljeno 4. 3. 2012. 
  15. ^ Barr, A.C.; Pappalardo; et al. (2001). „Rise of Deep Melt into Ganymede's Ocean and Implications for Astrobiology” (PDF). Lunar and Planetary Science Conference. 32: 1781. Bibcode:2001LPI....32.1781B.  Pronađeni su suvišni parametri: |author2= i |last2= (pomoć); Pronađeni su suvišni parametri: |author3= i |last3= (pomoć)
  16. ^ Zahnle, K. (1998). Dones, L.. „Cratering Rates on the Galilean Satellites” (PDF). Icarus. 136 (2): 202—222. Bibcode:1998Icar..136..202Z. PMID 11878353. doi:10.1006/icar.1998.6015. Arhivirano iz originala (PDF) na datum 27. 2. 2008. Pristupljeno 19. 2. 2011. 
  17. ^ Khurana, Krishan K. (2007). Pappalardo, Robert T.; Murphy, Nate; Denk, Tilmann. „The origin of Ganymede's polar caps”. Icarus. 191 (1): 193—202. Bibcode:2007Icar..191..193K. doi:10.1016/j.icarus.2007.04.022. 
  18. ^ „Pioneer 11”. Solar System Exploration. Arhivirano iz originala na datum 2. 9. 2011. Pristupljeno 6. 1. 2008. 
  19. ^ „Exploration of Ganymede”. Terraformers Society of Canada. Arhivirano iz originala na datum 19. 3. 2007. Pristupljeno 6. 1. 2008. 
  20. ^ SP-349/396 PIONEER ODYSSEY, Chapter 6: Results at the New Frontiers
  21. ^ „Pioneer 10 Full Mission Timeline”. Arhivirano iz originala na datum 23. 07. 2011. Pristupljeno 10. 09. 2012. 
  22. ^ „Voyager 1 and 2”. ThinkQuest. Pristupljeno 6. 1. 2008. 
  23. ^ „The Voyager Planetary Mission”. Views of the Solar System. Arhivirano iz originala na datum 03. 02. 2008. Pristupljeno 6. 1. 2008. 
  24. ^ „New Discoveries From Galileo”. Jet Propulsion Laboratory. Arhivirano iz originala na datum 02. 06. 2010. Pristupljeno 6. 1. 2008. 
  25. ^ „Pluto-Bound New Horizons Spacecraft Gets A Boost From Jupiter”. Space Daily. Pristupljeno 6. 1. 2008. 
  26. ^ Grundy, W.M.; Buratti, B. J.; et al. (2007). „New Horizons Mapping of Europa and Ganymede”. Science. 318 (5848): 234—237. Bibcode:2007Sci...318..234G. PMID 17932288. doi:10.1126/science.1147623. 
  27. ^ Dougherty and Grasset - Jupiter Icy Moon Explorer (2011) Parent page: OPAG October 2011 Presentations

Literatura[uredi | uredi izvor]

Spoljašnje veze[uredi | uredi izvor]