Praegu on oluline osa Päikesesüsteemi planetoloogia uuringutest pühendatud hiidplaneetide satelliitidele. Huvi nende vastu kasvas seitsmekümnendate ja kaheksakümnendate vahetusel, pärast seda, kui kosmoseaparaadi Voyager esimesed pildid paljastasid teadlastele nende kaugete maailmade hämmastava mitmekesisuse ja keerukuse. Üks paljutõotav uurimisobjekt on Jupiteri suurim satelliit Ganymedes.
Jupiteri süsteem lühid alt
Satelliitidest rääkides ei võta nad reeglina arvesse rõngaste süsteeme moodustavate väikeste objektide arvu erinevust – Saturnil on need tohutud ja Jupiteril palju tagasihoidlikumad. Seda arvesse võttes on Päikesesüsteemi suurimal planeedil tänapäevaste andmete kohaselt ka kõige arvukam kooslus.
Teadaolevate satelliitide arv kasvab pidev alt. Seega oli 2017. aastaks teada, et Jupiteril on 67 satelliiti, millest suurimad on võrreldavad planeetidega, javäikesed on umbes kilomeetri suurused. 2019. aasta alguses on avatud satelliitide arv jõudnud juba 79-ni.
Galilei satelliidid
Lisaks planeedile endale, avastas 1610. aastal Galileo Galilei Jupiteri süsteemi neli suurimat keha. Tema auks said nad oma koondnime. Jupiteri suurimad satelliidid on oma nime saanud Kreeka-Rooma panteoni kõrgeima jumaluse armastatu järgi: Io, Europa, Ganymedes ja Callisto. Neid on kerge näha väikese teleskoobi või binokliga. Kõik need satelliidid pakuvad planeediteadlastele suurt huvi.
Io – planeedile kõige lähemal asuv – on tähelepanuväärne selle poolest, et see on Päikesesüsteemi kõige aktiivsem objekt. Jupiteri, aga ka Euroopa ja Ganymedese loodete mõju tõttu tegutseb Iol üle neljasaja vulkaani. Kogu satelliidi pind, mille läbimõõt on Kuust veidi suurem, on kaetud väävli ja selle ühendite heitgaasidega.
Europa on suuruselt teine satelliit, mis on Kuust mõnevõrra väiksem. See on kaetud jäise koorikuga, mida läbivad vead ja praod. Selle maakoore all on märke vedela vee ookeanist. Europa on üks parimaid kandidaate maavälise elu leidmisel.
Suuruselt kolmas kuu on Ganymedes. Selle funktsioone käsitletakse üksikasjalikum alt allpool.
Callisto on Jupiterist kõige kaugemal asuv Galilei satelliit. Läbimõõdult on see planeedile Merkuur väga lähedal. Callisto pind on äärmiselt iidne, seda iseloomustab tohutu hulk kokkupõrkekraatreid, mis näitabgeoloogilise aktiivsuse puudumise kohta. Mõned struktuurimudelid võimaldavad Callisto pinna all vedelat ookeani.
Alloleval fotol on Jupiteri suurimad kuud sellest kauguse järjekorras ning võrreldes Maa ja Kuu suurusega.
Ganymede: suurus ja orbiit
Ganymedese läbimõõt on 5268 km, mis on peaaegu 400 km rohkem kui Merkuuril. See pole mitte ainult Jupiteri suurim kuu, vaid ka Päikesesüsteemi suurim ja massiivseim kuu. Ganymedes on poolteist korda suurem ja kaks korda massiivsem kui Kuu.
Satelliit asub Jupiterist veidi rohkem kui miljoni kilomeetri kaugusel, liikudes peaaegu ringikujulisel orbiidil, tehes täieliku pöörde 7,15 Maa päevaga. Ganymedese enda pöörlemine toimub sünkroonis pöördega ümber planeedi, nii et ta pöördub alati sama poolkeraga Jupiteri poole – täpselt nagu Kuu Maale.
Satelliidi koostis ja struktuur
Lisaks kivimitele ja rauale sisaldab Ganymedes suures koguses vett (peamiselt jää kujul) koos lenduvate ainete, näiteks ammoniaagi seguga. Spektraalanalüüsi andmed näitavad ka süsinikdioksiidi, väävliühendite ja tõenäoliselt ka orgaaniliste ainete esinemist segu kujul (nn toliinid).
Ganymedese struktuuri mudel põhineb selle pöörlemise ja magnetvälja tunnuste uurimise tulemustel. Eeldatakse, et satelliit koosneb järgmistest hääldatud kihtidest:
- rauaga rikastatud südamik;
- silikaadist sisemantel;
- välimine valdav alt jäine mantel;
- alune soolane ookean, mis on kaetud jääga;
- keerulise koostise ja struktuuriga koor.
Pinnafunktsioonid
Planeedi suurima satelliidi Jupiteri pildid, mis on saadud Voyageri ja eriti Galileo missioonide käigus, demonstreerivad pinna mitmekesisust ja keerulist struktuuri. Ligikaudu kolmandiku Ganymedese pindalast hõivavad tumedad, ilmselt iidsed alad, kus on palju kraatreid. Kergemad alad on mõnevõrra nooremad, kuna seal on mõjumoodustisi oluliselt vähem. Neil on vagune iseloom, mis on kaetud paljude pragude ja soontega.
Arvatakse, et need kergelt kortsulised alad on varasema tektoonilise tegevuse tulemus. Tõenäoliselt on need protsessid põhjustatud mitmetest teguritest. Esiteks, satelliidi sisemuse gravitatsioonilise diferentseerumise ning selle tuuma ja muude kihtide moodustumise käigus eraldus soojust ja pind deformeerus. Lisaks tuleks arvesse võtta loodete jõudude mõju orbiitide ebastabiilsuse ajal Jupiteri varases süsteemis.
Hiiglasliku planeedi suurimal kuul on nõrgad polaarkübarad, mis arvatakse olevat moodustatud vee härmatise osakestest.
Ganymedese õhuke atmosfäär
Hubble'i kosmoseteleskoobi abil avastati Ganymedese lähed alt äärmiselt haruldane gaasiline molekulaarse hapniku ümbris. Selle olemasolu on kõige tõenäolisem alt seotud dissotsiatsioonigaveemolekulid pinnajääs kosmilise kiirguse mõjul. Lisaks on Ganymedese atmosfääris avastatud aatomvesinikku.
Osakeste kontsentratsioon selles nõrgas atmosfääris on suurusjärgus sadu miljoneid molekule kuupsentimeetri kohta. See tähendab, et rõhk Ganymedese pinnal võib olla mikropaskali kümnendikku, mis on triljon korda väiksem kui Maal.
Magnetiväli ja magnetosfäär
Galileo jaama tehtud mõõtmiste tulemusena selgus, et Jupiteri suurimal satelliidil on oma üsna tugev magnetväli. Selle induktsiooni väärtus jääb vahemikku 720–1440 nT (võrdluseks, Maa puhul on see 25–65 µT ehk keskmiselt 40 korda rohkem). Magnetvälja olemasolu oli tõsine argument selle mudeli kasuks, mille kohaselt Ganymedese raudtuum, nagu ka meie planeedil, eristub tahkeks keskosaks ja sulaks kestaks.
Ganymedese magnetväli moodustab magnetosfääri – piirkonna, milles laetud osakeste liikumine sellele väljale allub. See piirkond ulatub 2–2,5 Ganymedese läbimõõduni. See suhtleb keerulisel viisil Jupiteri magnetosfääri ja selle äärmiselt laienenud ionosfääriga. Ganymedese poolused näitavad aeg-aj alt aurorasid.
Täiendavad uuringud
Pärast Galileo aparaati uuriti Jupiteri satelliite peamiselt teleskoopide kaudu. Mingi summaPildid saadi ka Cassini ja New Horizonsi jaamade möödalendudel. 21. sajandi alguses pidi nende taevakehade uurimiseks läbi viima mitmeid spetsiaalseid kosmoseprojekte, kuid need suleti mitmel põhjusel.
Nüüd plaanitakse selliseid missioone nagu EJSM (Europa Jupiter System Mission), mis hõlmab mitmete sõidukite käivitamist Io, Europa ja Ganymede, Europa Clipperi ja JUICE (Jupiter Icy Moons Explorer) uurimiseks. Viimase programmis pööratakse eriti suurt tähelepanu Jupiteri suurimale satelliidile.
Milline neist projektidest teoks saab, näitab aeg. Kui väljakuulutatud missioonid leiavad aset, saame palju uut ja põnevat teada Jupiteri süsteemi kaugete maailmade kohta.
