Ганимед – самый большой спутник Юпитера. Ганимед (спутник Юпитера). Общие сведения о Ганимеде. Подледный океан. Физические и орбитальные характеристики Ганимеда

Самый крупный спутник в системе Юпитера и вообще в Солнечной системе назвали в честь Ганимеда – сына троянского царя, похищенного Зевсом на Олимп, где он стал разносить богам нектар.

Радиус спутника 2631 км. По своему диаметру он превосходит Меркурий. Однако, средняя плотность Ганимеда всего лишь ρ = 1,93 г/см 3: на спутнике очень много льда. Множество кратеров, покрывающих участки темнокоричневого цвета, свидетельствует о древ нем, около 3-4 млрд. лет, возрасте этой поверхности. Более молодые участки по крыты системами параллельных борозд, сформированных более светлым мате­риалом в процессе растяжения ледяной коры. Глубина этих борозд - несколько сотен метров, ширина - десятки километров, а протяженность может доходить до нескольких тысяч километров. У некоторых кратеров Ганимеда встречаются не только светлые лучевые системы (похожие на лунные), но иногда и темные.

Внешне по фотографиям Ганимед напоминает Луну, но он значительно крупнее ее. 40 % поверхности Ганимеда представляют собой древнюю мощную ледяную кору, покрытую кратерами. 3,5 миллиарда лет назад на ней появились странные области, покрытые бороздами. Огромные ударные кратеры на поверхности Ганимеда образовались в эпоху образования спутников и планет. Молодые кратеры имеют светлое дно и обнажают ледяную поверхность. Кора Ганимеда состоит из смеси льда и темных горных пород.

Внутреннее строение Ганимеда предположительно таково. В центре спутника находится или расплавленное железное ядро или металло-сернистое ядро, окруженное мантией из горных пород. Далее идет толстый слой льда толщиной в районе 900 км. и на нем уже находится кора спутника. Между мантией и корой возможна жидкая вода под большим давлением, давление позволяет воде с очень низкой температурой находится в жидкой фазе.

Название спутника: Ганимед;

Диаметр: 5270 км;

Площадь пов-ти : 87 000 000 км²;

Ганимед - седьмой спутник , третий из галилеевой группы, а также крупнейший спутник в . По размерам и объему он даже превышает , однако уступает ему по массе более чем в 2 раза. Орбита Ганимеда находится на расстоянии 1 070 400 километров от Юпитера. Ему требуется семь дней и три часа, чтобы совершить полный оборот вокруг планеты. Как и большинство известных спутников, вращение Ганимеда синхронизировано с периодом обращения вокруг , и он всегда повернут одной и той же стороной к планете. Внутренняя структура спутника представляет из себя центральное ядро радиусом 500 км, силикатные породы, мантию и 900 километровый слой льда. Ядро состоит из расплавленного железа и имеет плотность примерно 5500 кг/ м³. В жидком ядре Ганимеда происходят активные химические движения и за счет этого генерируется собственное магнитное поле , граница которого заканчивается в 5300 км от спутника.

Ганимед состоит из примерно равного количества силикатных пород и водяного льда. Это полностью дифференцированное тело с жидким ядром, богатым железом. Есть предположение что под толстым слоем льда, так же как и у , может находится подземный океан из жидкой воды. Сама же поверхность Ганимеда представлена двумя типами поверхностных ландшафтов. Тёмные области, занимающие треть поверхности спутника, покрыты ударными кратерами , возраст которых доходит до четырёх миллиардов лет. Светлые области, покрывающие остальную территорию, богаты обширными углублениями и гребнями, возраст которых несколько моложе. Причина разрушенной геологии светлых областей до конца не изучена, но, вероятно, является результатом тектонической активности, вызванной периодическим нагреванием. Поверхность третьей галилеевой луны на 40-50 % покрыта очень древним и мощным слоем льда . Это не обычным лед в привычном нам понимании, за счет низких температур и высокого внутреннего давления такой водяной лед может существовать в нескольких модификациях с различными типами кристаллической решетки.

Как и у всех небесных тел, обладающих тонкой атмосферой, климат на Ганимеде почти не отличается от . Минимальная температура составляет -200 °C, а в дневное время, солнечными лучами спутник может прогреться до - 120 °C. Газовая оболочка вокруг спутника полностью состоит из кислорода, и имеет давление 1-2 мкПа (в 10 11 раз меньше атмосферного давления ).

Снимок Ганимеда в расширенных цветах, сделанный аппаратом "Галилео" в 2001 году.
Ганимед - самой большой спутник в Солнечной системе, а так же единственный из
лун Юпитера, названный в честь бога мужского пола

Каллисто

Название спутника: Каллисто;

Диаметр: 4820 км;

Площадь пов-ти : 73 000 000 км²;

Объем : 5,9×10 10 км³ ;

Масса : 10,75×10 22 кг;

Плотность : 1834 кг/ м³;

Период вращения : 16,7 суток;

Период обращения : 16,7 суток;

Расстояние от Юпитера : 1 882 000 км;

Орбитальная скорость : 8,2 км/ с;

Длина по экватору : 15 135 км;

Наклон орбиты : 0,19°;

Ускор. свободного падения: 1,24 м/с²;

Спутник : Юпитера

Последний Галилеевый спутник был назван в честь дочери царя Ликаона и любовницы Зевса - Каллисто. Калисто вращается по круговой орбите на расстоянии 1 882 000 км от . Так же как у остальных спутников, вращение ее вокруг планеты синхронно с собственным вращением вокруг оси, поэтому спутник всегда повернут одной стороной к Гиганту. Орбитальная скорость вращения составляет 29 520 км/с, а продолжительность года - в два раза больше чем у Ганимеда - 16 суток 16 часов и 48 минут. Поверхностный слой Каллисто усыпан сетью кратеров и покрыт холодной и жёсткой ледяной литосферой, толщина которой по разным оценкам составляет от 80 до 150 км. Под толщей льда может присутствовать солёный океан глубиной 50–200 км. В центре спутника - плотное ядро , состоящее из прессованных льдов и горных пород. В 2003 году аппарат "Галилео" совершил восемь близких пролётов от Каллисто, максимальное сближение - 138 км. Именно тогда, из полученных снимков ученые смогли подробно описать поверхность и атмосферу спутника. Древняя поверхность Каллисто — одна из самых сильно кратерированных в . Кратеров настолько много, что они попросту накладываются друг на друга, образуя пятна диаметров от 5 до 1000 км. Так же на снимках не было замечено никаких больших отклонений в рельефе. Хоть по гладкости поверхность Каллисто не похожа на поверхность , все же на ней не было замечено крупных гор или вулканов, а весь покров спутника представляет из себя равнинный рельеф.

Огромный метеорит, упавший на поверхность Каллисто, повлек за собой образование гигантской структуры, окруженной кольцевыми волнами - так называемой Вальхаллы . В ее центре находится кратер диаметров 350 км, а в радиусе 2000 км от него располагаются небольшие горные хребты.
Вероятнее всего спутник образовался из пылевой и газовой туманности, окружающей Юпитер после его формирования. Те частицы, которые не успел поглотить Юпитер,

на то, что такие волны образовались от ударной силы метеорита, упавшего на поверхность спутника.

Диаметр Вальхалы 3800 км, а в центре его расположен ударный кратер с диаметром 350 км

Спутник камерами зонда Галилео в 1997 году

Спутник Юпитера Ганимед является крупнейшим спутником в нашей Солнечной системе. Он больше, чем Меркурий и Плутон, его диаметр составляет три четверти диаметра Марса. Если бы он вращался вокруг Солнца, а не по орбите вокруг Юпитера, он бы легко был классифицирован как планета.

Ганимед, состоит из трех основных слоев. Металлическое железное ядро в центре (оно генерирует магнитное поле), сферическая оболочка — мантия, окружающая ядро и ледяная кора. Ледяная оболочка снаружи очень толстая, шириной примерно 800 км. Хотя поверхность спутника это в основном лед, он может содержать некоторое количество каменных пород. Магнитное поле находится внутри магнитосферы массивного Юпитера.

Изображение с расстояния около 70 000 км.

Характеристика

Дата открытия 1610 год
Масса 1.48 10*23 кг.
Экваториальный радиус 2631 км.
Средняя плотность 1,94 г/см3
Среднее расстояние до Юпитера 1,07 млн. км.
Период вращения 7.154553 дней
Средняя орбитальная скорость 10.88 км/сек
Эксцентриситет орбиты 0,002
Наклонение орбиты 0,195 градусов
Вторая космическая скорость 2,74 км/сек
Геометрическое альбедо 0,42

Астрономы, использующие космический телескоп Хаббл, обнаружили тонкую атмосферу из кислорода в 1996 году. Атмосфера слишком тонкая, чтобы поддерживать жизнь, тем более на нем весьма холодно.

Рельеф поверхности

Космические фотографии Ганимеда показывают, что луна имеет сложную геологическую историю. Ландшафт представляет собой смесь двух типов местности. Сорок процентов покрыто кратерами и темными участками, а остальные шестьдесят процентов покрыто светлым рельефом, который образует сложные узоры.

Изображение с расстояния примерно 4500 км

Геологический термин «борозда», часто используется для описания особенности поверхности. Эти борозды, вероятно, образованы разломами или выбросами воды из-под земли. Хребты достигают высоту семьсот метров и тянутся на тысячи километров. Темные области — старые и грубые, и считаются нетронутыми участками коры.

Крупные кратеры почти не возвышаются и довольно плоские. У них нет центральной впадины, характерной для кратеров на Луны. Это, вероятно, из-за медленного и постепенного движения мягкой ледяной поверхности. Вокруг кратеров существуют яркие и темные лучи выбросов.

Открытие спутника

Эта крупнейшая луна была открыта Галилео Галилеем 7 января 1610 года. Наряду с тремя другими лунами Юпитера, это был первый раз, когда спутник был обнаружен вокруг другой планеты. Открытие четырех key Галилея, в конечном итоге, привели к пониманию, что планеты в нашей Солнечной системе вращаются по орбите вокруг Солнца.

Ганимед, самый большой спутник Юпитера, был найден великим итальянским астрономом Г. Галилеем в 1610 году, одновременно с тремя своими собратьями. С тех пор 4 небесных тела называют «лунами Галилея».

Претендентом на открытие выступал и немецкий ученый С. Марий. Он утверждал, что нашел спутники годом раньше Галилея, но представить доказательства не смог.

Первооткрыватель обозначил найденные спутники номерами, хотя другие астрономы (в том числе С. Марий и И. Кеплер) предлагали варианты названий. Один из них, связанный с именами приближенных Юпитера (в греч. мифологии Зевса), был официально принят, но лишь в начале ХХ века.

Ганимед - единственный спутник с мужским именем. Согласно легенде, Зевс полюбил сына троянского царя Ганимеда и, обернувшись орлом, унес его к себе на Олимп.

Захватывающие факты о Ганимеде

Ганимед - крупнейший из всех спутников в нашей системе. Его диаметр составляет около 5270 км, а масса равна 1,45*1023 кг.

Спутник удален от планеты в среднем на 1 млн. км и обходит ее за 7,1 земных дней.

Небесное тело включает ядро из расплавленного железа, горную мантию и толстую (850–950 км) ледяную оболочку.

Плотность объекта, равная почти 2 г/см3, позволяет предположить, что пропорции камня и льда в нем примерно одинаковы.

Есть гипотеза, что под ледяным слоем находится океан, жидкость в котором сохраняется за счет огромного давления.

На поверхности Ганимеда присутствуют два вида рельефа. Древние участки темного цвета покрыты глубокими впадинами (кратерами). Более молодые и светлые образовались в результате тектонических процессов.

Предполагается, что около 4 млн. лет назад спутник подвергался мощной атаке астероидов.

Ганимед обладает слабой атмосферой с присутствием кислорода, образованного таянием льда.

Световое излучение над спутником слабое, но есть и яркие пятна, создающие эффект северного сияния.

Уникальность Ганимеда состоит в наличии небольшой магнитосферы, соединенной с магнитосферой Юпитера. Это в определенной степени подтверждает гипотезу о присутствии подземного океана.

Самый крупный спутник является для ученых привлекательным объектом для поиска жизни. Несколько зондов, отправленных к Юпитеру, изучали и особенности Ганимеда.

Поскольку своим строением и особенностями Ганимед во многом напоминает Луну, ученые рассматривают его в качестве возможного объекта для колонизации. Несколько новых проектов находятся в ожидании одобрения.

Самый крупный спутник Юпитера Ганимед легко отыскать на виртуальном небосводе. Приобретая его, вы получите великолепный для себя или оригинальный подарок-сюрприз для близкого человека.

Ганимед - самый большой спутник Юпитера и всей солнечной системы, имеющий размер планеты. Его диаметр составляет 5268 км. Он получил свое название по имени сына троянского царя и нимфы Каллирои. Боги взяли красивого мальчика на небо, где он стал любимцем и виночерпием Зевса.

Средняя плотность его низка - 1.94 г/cм 3 . Вообще, плотность галилеевых спутников уменьшается с удалением от Юпитера. Плотность Ио составляет 3.55, Европы - 3.01, а Каллисто - 1.83 г/cм 3 , что указывает на увеличение доли льда в их составе по мере удаления от Юпитера. Водяной лед Ганимеда составляет до 50% его массы. Ганимед имеет наиболее правильную форму, отличия его от формы шара не обнаружены. Некоторые характеристики спутника Ганимед приведены в таблице

Поверхность

Поверхность Ганимеда испещрена ударными кратерами, альбедо некоторых из них достигает 100%. Возраст поверхности Ганимеда оказался очень большим, некоторых наиболее древних темных участков - до 3-4 млрд лет. Более светлые области часто пересекаются долинами и хребтами на многие тысячи километров. Ширина этих образований до десятков километров, глубина составляет всего несколько сотен метров. Это области более молодые, и ученые предполагают, что они возникли под действием растяжений ледяной коры в результате локальной тектоники.

Масштабные снимки поверхности, полученные космическим аппаратом Галилео, перевернули прежние представления о геологическом прошлом этого спутника. Они показывают древние ледяные поля, изрытые кратерами, и молодые равнины, изрезанные гребневидными горами, изрытые кратерами и тектонически деформированные. В целом, примерно половина площади, покрытой метеоритными и кометными кратерами, была заново изменена следами вулканической и тектонической деятельности. Снимок поверхности Ганимеда получен космическим аппаратом Галилео

Более поздние снимки показали возможное присутствие жидкой воды на Ганимеде.

Магнитное поле и магнитосфера Ганимеда

Во время сближения КА Галилео с Ганимедом было обнаружено большое увеличение в силе магнитного поля, т.е. впервые у спутника планеты четко зафиксирована собственная магнитосфера . Два прибора на Галилео - плазменный спектрометр, регистрирующий количество и состав заряженных частиц, и магнитометр, фиксирующий направление и величину магнитного поля, - при подлете к Ганимеду резко изменили свои показания. Концентрация ионов и электронов увеличилась более, чем в 100 раз, а величина магнитного поля возросла почти в 5 раз, его направление изменилось, указывая прямо на Ганимед. Этот магнитный кокон защищает спутник от магнитного влияния основного гигантского тела - Юпитера.
Комбинируя данные об открытом магнитном поле с известными гравитационными данными, ученые пришли к выводу, что Ганимед имеет металлическое ядро , окруженное скалистой силикатной мантией, которая в свою очередь покрыта ледяной корой. Такая дифференцированная структура , возможно, и вызывает магнитное поле, которое в свою очередь создает магнитосферу. Раньше единственными известными твердыми телами солнечной системы, имеющими магнитное поле, были планеты Меркурий и Земля. Теперь найдены магнитные поля у всех галилеевых спутников Юпитера - Ио, Европы, Ганимеда и Каллисто.
На Ганимеде собственное магнитное поле достаточно сильно, чтобы образовать магнитосферу с резко определенной границей внутри магнитосферы Юпитера. Последние наблюдения с Галилео показали присутствие магнитного поля и вокруг Каллисто. Магнитометр, установленный на Галилео, показал наличие магнитного поля и у Европы, причем северный магнитный полюс указывает странное направление. Величина магнитного поля составляет примерно одну четверть от силы магнитного поля Ганимеда.

Орбита, теория движения, эфемериды

Один оборот вокруг планеты Ганимед совершает за 7.154553 суток. Ганимед движется на резонансной орбите , т.е. совершает один оборот за два обращения другого галилеева спутника - Европы, который в свою очередь также совершает один оборот за два обращения Ио. Таким образом, периоды обращения спутников Европы и Ганимеда находятся в резонансе 1: 2, Ио и Ганимеда - в резонансе 1: 4, т.е. в системе галилеевых спутников существует тройной резонанс 1: 2: 4. Основные элементы орбиты приведены в таблице

В настоящее время наилучшей теорией движения галилеевых спутников Юпитера является теория Лиске. Наиболее полную картину движения галилеевых спутников представил Феррас-Мелло в монографии "Динамика галилеевых спутников Юпитера". Подробнее о динамике галилеевых спутников... Вычисление эфемерид для наблюдений спутника на любой момент можно провести на сайте Бюро долгот (Париж).

Вращение

Ганимед находится в синхронном вращении с Юпитером, т.е. период вращения его вокруг оси равен периоду обращения спутника вокруг Юпитера.
Рекомендуемые величины для направления на северный полюс вращения и первый меридиан спутников Юпитера (1994, IAUWG).
Прямое восхождение и склонение являются стандартными экваториальными координатами на экваторе J2000 на эпоху J2000.
Координаты северного полюса неизменной плоскости
= 66°.99.
Т - интервал в юлианских столетиях (по 36525 дней) от стандартной эпохи,
d - интервал в днях от стандартной эпохи,
Стандартная эпоха 1.5 января 2000, т.е. 2451545.0 TDB

где
J4 = 355.°80 + 1191.°3 T
J5 = 119.°90 + 262.°1 T
J6 = 229.°80 + 64.°3 T