V současnosti je významná část výzkumu planetologie sluneční soustavy věnována satelitům obřích planet. Zájem o ně vzrostl na přelomu sedmdesátých a osmdesátých let poté, co vůbec první snímky ze sondy Voyager vědcům odhalily úžasnou rozmanitost a složitost těchto vzdálených světů. Jedním ze slibných objektů studia je největší satelit Jupitera – Ganymede.
Systém Jupiter ve zkratce
Když už mluvíme o satelitech, ty zpravidla neberou v úvahu rozdíl v počtu malých objektů, které tvoří prstencové systémy – obrovské na Saturnu a mnohem skromnější na Jupiteru. S ohledem na tuto úvahu má největší planeta sluneční soustavy podle moderních údajů také nejpočetnější družinu.
Počet známých satelitů neustále roste. Takže do roku 2017 bylo známo, že Jupiter má 67 satelitů, z nichž největší jsou srovnatelné s planetami, amalé mají velikost asi kilometr. Na začátku roku 2019 již počet otevřených satelitů dosáhl 79.
Galileanské satelity
Čtyři největší, kromě planety samotné, tělesa v systému Jupiter objevil v roce 1610 Galileo Galilei. Na jeho počest dostali své souhrnné jméno. Největší satelity Jupiteru jsou pojmenovány po milenci nejvyššího božstva řecko-římského panteonu: Io, Europa, Ganymede a Callisto. Jsou dobře vidět malým dalekohledem nebo dalekohledem. Každý z těchto satelitů je velmi zajímavý pro planetární vědce.
Io - nejblíže planetě - je pozoruhodné tím, že je nejaktivnějším objektem ve sluneční soustavě. Díky slapovému vlivu Jupiteru, ale i Europy a Ganymedu působí na Io více než čtyři sta sopek. Celý povrch satelitu, který je o něco větší než průměr Měsíce, je pokryt emisemi síry a jejích sloučenin.
Evropa je druhý největší satelit, o něco menší než Měsíc. Je pokryta ledovou krustou protnutou zlomy a prasklinami. Pod touto kůrou jsou známky oceánu kapalné vody. Europa je jedním z hlavních kandidátů na nalezení mimozemského života.
Třetím největším měsícem je Ganymedes. Jeho funkce budou podrobněji popsány níže.
Callisto je galileovský satelit nejvzdálenější od Jupiteru. V průměru je velmi blízko planetě Merkur. Povrch Callisto je extrémně starobylý, vyznačuje se obrovským množstvím impaktních kráterů, což naznačujeo absenci geologické aktivity. Některé modely struktury umožňují existenci tekutého oceánu pod povrchem Callisto.
Na níže uvedené fotografii jsou největší měsíce Jupiteru v pořadí podle vzdálenosti od něj a ve srovnání s velikostí Země a Měsíce.
Ganymede: velikost a oběžná dráha
Průměr Ganymedu je 5268 km, což je téměř o 400 km více než průměr Merkuru. Není to jen největší měsíc Jupitera, ale také největší a nejhmotnější měsíc ve sluneční soustavě. Ganymedes je jedenapůlkrát větší a dvakrát hmotnější než Měsíc.
Satelit je od Jupiteru vzdálen o něco více než milion kilometrů, pohybuje se po téměř kruhové dráze a za 7,15 pozemského dne udělá úplnou revoluci. Vlastní rotace Ganymeda probíhá synchronně s revolucí kolem planety, takže se vždy otočí k Jupiteru se stejnou polokoulí – stejně jako Měsíc k Zemi.
Složení a struktura satelitu
Ganymed obsahuje kromě hornin a železa velké množství vody (hlavně ve formě ledu) s příměsí těkavých látek, např. čpavku. Údaje ze spektrální analýzy rovněž naznačují přítomnost oxidu uhličitého, sloučenin síry a pravděpodobně i organických látek ve formě směsi (tzv. tholinů) na jeho povrchu.
Model Ganymedovy struktury je založen na výsledcích studia vlastností jeho rotace a magnetického pole. Předpokládá se, že satelit se skládá z následujících výrazných vrstev:
- jádro obohacené o železo;
- silikátový vnitřní plášť;
- vnější převážně ledový plášť;
- podpovrchový slaný oceán protkaný ledem;
- kůra složitého složení a struktury.
Funkce povrchu
Snímky největší družice planety Jupiter, získané během misí Voyager a zejména Galileo, demonstrují rozmanitost a složitou strukturu povrchu. Přibližně jednu třetinu oblasti Ganymedu zabírají temné, zřejmě starověké oblasti s velkým počtem kráterů. Světlejší oblasti jsou o něco mladší, protože tam je podstatně méně impaktních formací. Mají rozbrázděný charakter, pokrytý mnoha trhlinami a vyvýšeninami.
Tyto světle zvrásněné oblasti jsou považovány za výsledek minulé tektonické aktivity. Tyto procesy byly pravděpodobně způsobeny řadou faktorů. Nejprve se při gravitační diferenciaci nitra družice a vzniku jejího jádra a dalších vrstev uvolnilo teplo a došlo k deformaci povrchu. Kromě toho je třeba vzít v úvahu účinek slapových sil během nestability oběžných drah v raném systému Jupiteru.
Největší měsíc obří planety má slabé polární čepičky, o kterých se předpokládá, že jsou tvořeny částicemi vodní námrazy.
Tenká atmosféra Ganymedu
S pomocí Hubbleova vesmírného dalekohledu byl poblíž Ganymedu objeven extrémně řídký plynný obal molekulárního kyslíku. Jeho přítomnost je s největší pravděpodobností spojena s disociacímolekul vody v povrchovém ledu pod vlivem kosmického záření. Kromě toho byl v atmosféře Ganymedu detekován atomární vodík.
Koncentrace částic v této slabé atmosféře je v řádu stovek milionů molekul na centimetr krychlový. To znamená, že tlak na povrchu Ganymedu může dosahovat desetin mikropascalu, což je bilionkrát méně než na Zemi.
Magnetické pole a magnetosféra
V důsledku měření provedených stanicí Galileo se ukázalo, že největší satelit Jupiteru má své vlastní poměrně silné magnetické pole. Hodnota jeho indukce se pohybuje od 720 do 1440 nT (pro srovnání u Země je to 25–65 µT, tedy v průměru 40x více). Přítomnost magnetického pole posloužila jako vážný argument ve prospěch modelu, podle kterého je železné jádro Ganymedu, stejně jako jádro naší planety, rozděleno na pevnou centrální část a roztavenou skořápku.
Ganymedovo magnetické pole tvoří magnetosféru – oblast, ve které se pohyb nabitých částic řídí tímto polem. Tato oblast se rozprostírá na vzdálenost 2 až 2,5 Ganymedova průměru. Interaguje komplexním způsobem s Jupiterovou magnetosférou a její extrémně rozšířenou ionosférou. Póly Ganymedu občas ukazují polární záře.
O dalším výzkumu
Po aparátu Galileo byly Jupiterovy satelity studovány hlavně pomocí dalekohledů. Nějaká částkaSnímky byly získány také při průletech stanic Cassini a New Horizons. Na začátku 21. století mělo být provedeno několik speciálních vesmírných projektů ke studiu těchto nebeských těles, ale z mnoha důvodů byly uzavřeny.
Nyní plánované mise jako EJSM (Europa Jupiter System Mission), zahrnující vypuštění několika vozidel k průzkumu Io, Evropy a Ganymedu, Europa Clipper a JUICE (Jupiter Icy Moons Explorer). V programu posledně jmenovaného je zvláště velká pozornost věnována největšímu satelitu Jupiteru.
Který z těchto projektů se splní, ukáže čas. Pokud se ohlášené mise uskuteční, dozvíme se spoustu nových a vzrušujících věcí o vzdálených světech v systému Jupiter.
