Jest większy od pierwszej planety od Słońca, czyli Merkurego, a także od tej niegdyś ostatniej, czyli Plutona. Pod jego lodową powierzchnią prawdopodobnie znajduje się słony ocean, co czyni go potencjalnym miejscem dla życia. Właśnie dlatego Ganimedes, największy księżyc Jowisza, jest głównym celem wielkiej misji badawczej Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA) – JUICE. Czyli JUpiter ICy moons Explorer.
Kto nadał księżycowi imię Ganimedesa?
Pierwotnie wcale nie nosił imienia Ganimedesa. Galileusz, odkrywca czterech głównych księżyców Jowisza, nazwał go po prostu Jowisz III. Zaobserwowanie czterech księżyców krążących wokół Jowisza, czego astronom dokonał w 1610 roku, miało dwie poważne konsekwencje. Po pierwsze, pokazało, że inne ciała niebieskie też mogą mieć swoje satelity. A po drugie, pomogło ostatecznie zrozumieć, że planety krążą wokół Słońca, a nie wokół Ziemi.
Ale jak doszło do nadania Ganimedesowi jego imienia? Pierwotne określenie numeryczne zostało zmienione na Ganimedes po sugestii Johannesa Keplera, słynnego niemieckiego astronoma i matematyka. W mitologii greckiej Ganimedes był księciem trojańskim, który miał nieszczęście zostać porwany przez Zeusa. Stał się podczaszym bogów mieszkających na Olimpie. A poza oficjalnymi obowiązkami – kochankiem Zeusa.
Największy księżyc Jowisza
Ganimedes jest siódmym księżycem i trzecim satelitą galileuszowym licząc od Jowisza. Orbituje na wysokości około 1,2 miliona kilometrów. Okrążenie Jowisza zajmuje Ganimedesowi około siedmiu ziemskich dni. Jest też równie wiekowy, co Jowisz. Wedle naukowców uformował się wraz z wszystkimi planetami Układu Słonecznego około 4,5 miliarda lat temu.
Ganimedes i Jowisz / fot. Shutterstock
Uważa się, że podobnie jak Kallisto, Ganimedes powstał w procesie akrecji gazu i pyłu, który pozostał po uformowaniu się Jowisza. Ponieważ jednak Ganimedes uformował się bliżej Jowisza niż Kallisto, szczątkowy gaz i pył były gęstsze, co oznacza, że Ganimedes prawdopodobnie uformował się szybciej niż Kallisto. W przypadku Ganimedesa krótszy czas akrecji i gęstsza materia zapobiegały ucieczce ciepła akrecyjnego. To oznacza, że możliwe było topnienie lodu i różnicowanie się w odrębne warstwy.
Największy księżyc w Układzie Słonecznym
Ganimedes ma rozmiar dwóch trzecich Marsa. Jest największym satelitą w Układzie Słonecznym. Jest też większy od Merkurego i Plutona. Jest również ponad dwa razy masywniejszy od naszego Księżyca, co czyni go najbardziej masywnym ze wszystkich księżyców planetarnych w Układzie Słonecznym. Biorąc pod uwagę jego masę i średnicę ponad 5 tys. km, powinien być planetą. Ale ponieważ krąży wokół planety, a nie wokół Słońca, jest klasyfikowany jako księżyc. A chociaż Ganimedes jest większy od Merkurego, ma tylko połowę jego masy, co klasyfikuje go jako obiekt o niskiej gęstości.
Ganimedes jest pływowo związany z Jowiszem. Oznacza to, że utrzymuje tę samą tarczę zwróconą w kierunku Jowisza podczas swojej wędrówki po orbicie. Porusza się po niej z prędkością 39 165 km/godz. Pełny obieg wokół gazowego olbrzyma zajmuje mu 7,1 dnia ziemskiego. Ganimedes wykonuje również jedno okrążenie w tym samym czasie, w którym Europa okrąża Jowisza dwa razy, a księżyc Io – cztery razy.
Magnetosfera i atmosfera Ganimedesa
Co ciekawe, Ganimedes jest jedynym znanym satelitą Układu Słonecznego z własną magnetosferą. A chociaż jest ona bardzo słaba, uważa się, że została stworzona przez prądy konwekcyjne w żelaznym jądrze tego księżyca. Szczegółowe badania magnetosfery Ganimedesa są bardzo trudne. Dzieje się tak, ponieważ znaczna jej część jest zagłuszona przez znacznie silniejszą magnetosferę Jowisza.
Magnetosfera wiąże się również z atmosferą. Ta otaczająca Ganimedesa jest niezwykle cienka. Chociaż zawiera tlen, to jego zawartość jest zbyt niska, aby podtrzymać życie w obecnym rozumieniu. Powłoka gazowa księżyca jest bardzo rozcieńczona i stale tracona lub niszczona, po czym ponownie powstaje przy powierzchni. Gęstość gazu jest tak niska, że cząsteczki prawie nigdy nie zderzają się ze sobą.
Budowa Ganimedesa
Największy księżyc Układu Słonecznego składa się ze skał i lodu wodnego, w mniej więcej równych proporcjach. Ma płynne, bogate w żelazo jądro i stosunkowo gruby płaszcz. Według analiz dokonanych m.in. dzięki danym z sondy Galileo oraz tym zebranym przez Kosmiczny Teleskop Hubble’a, ma również głęboki ocean. Prawdopodobnie zawiera on więcej wody niż wszystkie oceany Ziemi razem wzięte. Ocean ten jest przykryty grubą lodową skorupą.
Dzięki obserwacjom satelitarnym wiemy też, że Ganimedes ma polarne czapy lodowe, które prawdopodobnie składają się z lodu wodnego. Czapy polarne rozciągają się do 40 stopni szerokości geograficznej. Chociaż istnieje wiele teorii na temat ich pochodzenia, dane z sondy Voyager sugerują, że powstają w wyniku bombardowania plazmą pola magnetycznego księżyca. To zmusza cząsteczki wody do migracji na wyższe szerokości geograficzne, gdzie zamienia się w szron w chłodniejszych obszarach w regionach polarnych.
Misje na Ganimedesa
Do tej pory Ganimedesa badało kilka statków kosmicznych. Pierwsza była sonda Pioneer 10, która przeleciała w jego pobliżu w 1973 roku. Rok później był to Pioneer 11.
Ale najwięcej o Ganimedesie dowiedzieliśmy się dzięki sondzie Galileo. Przeleciała ona na wysokości 162 km nad powierzchnią księżyców galileuszowych i wykonała szczegółowe zdjęcia.
Misja ESA JUICE przyjrzy się trzem księżycom (Ganimedesowi, Kallisto i Europie). Ganimedes będzie w centrum uwagi, ponieważ pokazuje, jak ewoluują lodowe światy i jak mogą nadawać się do zamieszkania. Naukowcy spróbują dowiedzieć się więcej o oceanie i lodowej skorupie, szczegółowo zmapować jego powierzchnię, poznać jego wnętrze, zbadać atmosferę i zbadać pole magnetyczne. Jednym z celów misji jest też sprawdzenie, czy Ganimedes może stać się w przyszłości bazą przesiadkową dla wypraw w odległy kosmos.
