Hiện tại, một phần quan trọng của nghiên cứu về hành tinh học của hệ mặt trời được dành cho vệ tinh của các hành tinh khổng lồ. Sự quan tâm đến chúng tăng lên vào đầu những năm 70 và 80, sau khi những hình ảnh đầu tiên từ tàu vũ trụ Voyager tiết lộ cho các nhà khoa học về sự đa dạng và phức tạp đáng kinh ngạc của những thế giới xa xôi này. Một trong những đối tượng nghiên cứu đầy hứa hẹn là vệ tinh lớn nhất của Sao Mộc - Ganymede.
Hệ thống sao Mộc trong ngắn hạn
Nói về vệ tinh, theo quy luật, chúng không tính đến sự khác biệt về số lượng các vật thể nhỏ tạo nên hệ thống vành đai - rất lớn trên Sao Thổ và khiêm tốn hơn nhiều trên Sao Mộc. Theo dữ liệu hiện đại, theo dữ liệu hiện đại, hành tinh lớn nhất trong hệ mặt trời cũng có nhiều hành tinh nhất.
Số lượng vệ tinh được biết đến không ngừng tăng lên. Vì vậy, vào năm 2017, người ta biết rằng Sao Mộc có 67 vệ tinh, lớn nhất trong số đó có thể so sánh với các hành tinh, vànhững cái nhỏ có kích thước khoảng một km. Vào đầu năm 2019, số lượng vệ tinh mở đã lên đến 79.
vệ tinh Galilê
Bốn thiên thể lớn nhất, ngoài hành tinh, các thiên thể trong hệ sao Mộc được Galileo Galilei phát hiện vào năm 1610. Để vinh danh anh, họ đã nhận được tên tập thể của mình. Các vệ tinh lớn nhất của Sao Mộc được đặt theo tên yêu dấu của vị thần tối cao của quần thần Hy Lạp-La Mã: Io, Europa, Ganymede và Callisto. Chúng có thể dễ dàng nhìn thấy bằng kính thiên văn nhỏ hoặc ống nhòm. Mỗi vệ tinh này đều được các nhà khoa học hành tinh quan tâm nhiều.
Io - vật thể gần hành tinh nhất - đáng chú ý ở chỗ nó là vật thể hoạt động mạnh nhất trong hệ mặt trời. Do ảnh hưởng thủy triều của Sao Mộc, cũng như Europa và Ganymede, hơn bốn trăm núi lửa hoạt động trên Io. Toàn bộ bề mặt của vệ tinh, có đường kính lớn hơn một chút so với Mặt trăng, được bao phủ bởi lượng khí thải lưu huỳnh và các hợp chất của nó.
Europa là vệ tinh lớn thứ hai, nhỏ hơn một chút so với Mặt trăng. Nó được bao phủ bởi một lớp vỏ băng giá do các đứt gãy và vết nứt đan chéo nhau. Có dấu hiệu của một đại dương nước lỏng dưới lớp vỏ này. Europa là một trong những ứng cử viên hàng đầu cho việc tìm kiếm sự sống ngoài Trái đất.
Mặt trăng lớn thứ ba là Ganymede. Các tính năng của nó sẽ được thảo luận chi tiết hơn bên dưới.
Callisto là vệ tinh Galilean xa Sao Mộc nhất. Về đường kính, nó rất gần với hành tinh Sao Thủy. Bề mặt của Callisto rất cổ xưa, được đặc trưng bởi một số lượng lớn các hố va chạm, điều này cho thấyvề sự vắng mặt của hoạt động địa chất. Một số mô hình của cấu trúc cho phép tồn tại một đại dương lỏng dưới bề mặt của Callisto.
Bức ảnh dưới đây cho thấy các mặt trăng lớn nhất của Sao Mộc theo thứ tự khoảng cách từ nó và so với kích thước của Trái đất và Mặt trăng.
Ganymede: kích thước và quỹ đạo
Đường kính của Ganymede là 5268 km, lớn hơn gần 400 km so với sao Thủy. Nó không chỉ là mặt trăng lớn nhất của sao Mộc, mà còn là mặt trăng lớn nhất và nặng nhất trong hệ mặt trời. Ganymede lớn gấp rưỡi và gấp đôi Mặt trăng.
Vệ tinh cách Sao Mộc hơn một triệu km một chút, chuyển động theo quỹ đạo gần như tròn, thực hiện một cuộc cách mạng hoàn toàn trong 7,15 ngày Trái đất. Vòng quay của chính Ganymede xảy ra đồng bộ với vòng quay xung quanh hành tinh, do đó anh ta luôn quay về sao Mộc với cùng bán cầu - giống như Mặt trăng với Trái đất.
Thành phần và cấu trúc của vệ tinh
Ngoài đá và sắt, Ganymede còn chứa một lượng lớn nước (chủ yếu ở dạng đá) với hỗn hợp các chất dễ bay hơi, chẳng hạn như amoniac. Dữ liệu phân tích quang phổ cũng chỉ ra sự hiện diện của carbon dioxide, các hợp chất lưu huỳnh và, có thể là các chất hữu cơ ở dạng hỗn hợp (được gọi là tholins) trên bề mặt của nó.
Mô hình cấu trúc của Ganymede dựa trên kết quả nghiên cứu các tính năng của chuyển động quay và từ trường của nó. Giả thiết rằng vệ tinh bao gồm các lớp được phát âm sau:
- lõi giàu sắt;
- lớp phủ bên trong silicat;
- bên ngoài chủ yếu là lớp phủ băng giá;
- đại dương mặn dưới bề mặt xen kẽ với băng;
- vỏ có thành phần và cấu trúc phức tạp.
Tính năng bề mặt
Những hình ảnh về vệ tinh lớn nhất của hành tinh Sao Mộc, thu được trong chuyến Du hành và đặc biệt là sứ mệnh Galileo, cho thấy sự đa dạng và cấu trúc phức tạp của bề mặt. Khoảng một phần ba diện tích của Ganymede bị chiếm đóng bởi các khu vực tối, có vẻ như cổ xưa với một số lượng lớn các miệng núi lửa. Các khu vực nhẹ hơn có phần trẻ hơn, vì ở đó có ít sự hình thành tác động hơn đáng kể. Chúng có đặc điểm nhăn nheo, được bao phủ bởi nhiều vết nứt và đường gờ.
Những vùng nhăn nhẹ này được cho là kết quả của hoạt động kiến tạo trong quá khứ. Có thể, những quá trình này được gây ra bởi một số yếu tố. Đầu tiên, trong quá trình phân hóa lực hấp dẫn bên trong vệ tinh và sự hình thành lõi và các lớp khác của nó, nhiệt được giải phóng và bề mặt bị biến dạng. Ngoài ra, người ta nên tính đến ảnh hưởng của lực thủy triều trong quá trình mất ổn định của quỹ đạo trong hệ thống sơ khai của Sao Mộc.
Mặt trăng lớn nhất của hành tinh khổng lồ có các mũ cực mờ, được cho là do các hạt sương nước hình thành.
Bầu không khí mỏng manh của Ganymede
Với sự trợ giúp của Kính viễn vọng Không gian Hubble, một lớp vỏ khí ôxy phân tử cực hiếm đã được phát hiện gần Ganymede. Sự hiện diện của nó rất có thể liên quan đến sự phân lycác phân tử nước trong lớp băng bề mặt dưới tác động của bức xạ vũ trụ. Ngoài ra, hydro nguyên tử đã được phát hiện trong bầu khí quyển của Ganymede.
Nồng độ của các hạt trong bầu khí quyển mờ nhạt này theo thứ tự hàng trăm triệu phân tử trên một cm khối. Điều này có nghĩa là áp suất trên bề mặt Ganymede có thể bằng một phần mười microascal, tức là ít hơn trên Trái đất một nghìn tỷ lần.
Từ trường và từ quyển
Theo kết quả của các phép đo do trạm Galileo thực hiện, hóa ra vệ tinh lớn nhất của Sao Mộc có từ trường khá mạnh của riêng nó. Giá trị cảm ứng của nó nằm trong khoảng từ 720 đến 1440 nT (để so sánh, đối với Trái đất, nó là 25–65 µT, tức là trung bình, gấp 40 lần). Sự hiện diện của từ trường là một lập luận nghiêm túc ủng hộ mô hình, theo đó lõi sắt của Ganymede, giống như của hành tinh chúng ta, được phân biệt thành một phần trung tâm rắn và một lớp vỏ nóng chảy.
Từ trường củaGanymede tạo thành từ quyển - vùng mà chuyển động của các hạt mang điện tuân theo trường này. Vùng này mở rộng khoảng cách từ 2 đến 2,5 đường kính Ganymede. Nó tương tác một cách phức tạp với từ quyển của Sao Mộc và với tầng điện ly cực kỳ mở rộng của nó. Các cực của Ganymede thỉnh thoảng xuất hiện cực quang.
Đang nghiên cứu thêm
Sau bộ máy Galileo, các vệ tinh của Sao Mộc được nghiên cứu chủ yếu thông qua kính thiên văn. Một số lượngCác hình ảnh cũng được thu thập trong các flybys của các trạm Cassini và New Horizons. Vào đầu thế kỷ 21, một số dự án không gian đặc biệt được cho là sẽ được thực hiện để nghiên cứu những thiên thể này, nhưng vì một số lý do mà chúng đã bị đóng cửa.
Các nhiệm vụ đã được lên kế hoạch như EJSM (Nhiệm vụ Hệ thống Sao Mộc Europa), liên quan đến việc khởi động một số phương tiện để khám phá Io, Europa và Ganymede, Europa Clipper và JUICE (Nhà thám hiểm băng giá sao Mộc). Trong chương trình thứ hai, đặc biệt chú ý đến vệ tinh lớn nhất của Sao Mộc.
Dự án nào sẽ thành hiện thực, thời gian sẽ trả lời. Nếu các sứ mệnh đã thông báo được thực hiện, chúng ta sẽ học được rất nhiều điều mới và thú vị về các thế giới xa xôi trong hệ thống Sao Mộc.
