Skildring af Ganymedes centreret over 45° W længde; mørke områder er Perrine (øvre) og Nicholson (lavere) regiones; fremtrædende kratere er Tros (øverst til højre) og Cisti (nederst til venstre).
SizeEdit
CompositionEdit
Den gennemsnitlige tæthed af Ganymedes, 1.936 g/cm3, tyder på en sammensætning af om lige dele rocky materiale og det meste vand ices. Noget af vandet er flydende og danner et underjordisk hav., Massefraktionen af ices er mellem 46 og 50%, hvilket er lidt lavere end i Callisto. Nogle yderligere Flygtige is, såsom ammoniak, kan også være til stede. Den nøjagtige sammensætning af Ganymedes ‘ s rock er ikke kendt, men er formentlig tæt på sammensætningen af L/LL type almindelige kondritter, der er kendetegnet ved mindre total jern, mindre metallisk jern-og mere jernoxid end H-kondritter. Vægtforholdet mellem jern og silicium ligger mellem 1,05 og 1,27 i Ganymede, mens solforholdet er omkring 1,8.,
Overflade featuresEdit
Forbedret farve Galileo rumfartøjet billede af Ganymedes ‘ s efterfølgende halvkugle. Krateret Tashmetums fremtrædende stråler er nederst til højre, og hershefs store ejecta-felt øverst til højre. En del af den mørke Nicholson Regio er nederst til venstre, afgrænset øverst til højre af Harpagia Sulcus.
Ganymedes overflade har en albedo på omkring 43%., Vandis ser ud til at være allestedsnærværende på dens overflade med en massefraktion på 50-90%, markant mere end i Ganymede som helhed. Nær-infrarød spektroskopi har afsløret tilstedeværelsen af stærke vandisabsorptionsbånd ved bølgelængder på 1.04, 1.25, 1.5, 2.0 og 3.0 µm. Det rillede terræn er lysere og har en mere iskold sammensætning end det mørke terræn., Analysen af high-opløsning, nær-infrarød og UV-spektre fås ved at Galileo rumfartøjet og fra Jorden observationer har afsløret forskellige ikke-vand materialer: kuldioxid, svovldioxid og, eventuelt, cyanogen, brint, sulfat og en række organiske forbindelser. Galileo-resultater har også vist magnesiumsulfat (MgSO4) og muligvis natriumsulfat (Na2SO4) på Ganymedes overflade. Disse salte kan stamme fra undergrundshavet.,
kratere Gula og Achelous (nederst), i den rillede terræn af Ganymedes, med udkastninger “søjler” og volde.den Ganymedianske overflade albedo er meget asymmetrisk; den førende halvkugle er lysere end den bageste. Dette ligner Europa, men det modsatte for Callisto. Ganymedes bageste halvkugle ser ud til at være beriget med svovldio .id. Fordelingen af kuldio .id viser ingen halvkugleformet asymmetri, selv om den ikke observeres nær polerne., Slagkratere på Ganymede (undtagen en) viser ingen berigelse i kuldio .id, hvilket også adskiller det fra Callisto. Ganymedes kuldio .idgas var sandsynligvis udtømt i fortiden.Ganymedes overflade er en blanding af to typer terræn: meget gamle, stærkt kraterede, mørke regioner og noget yngre (men stadig gamle), lettere regioner markeret med et omfattende udvalg af riller og kamme. Det mørke terræn, der omfatter ca.en tredjedel af overfladen, indeholder ler og organiske materialer, der kunne indikere sammensætningen af de slagstoffer, hvorfra joviske satellitter accreted.,
den varmemekanisme, der kræves til dannelsen af det rillede terræn på Ganymede, er et uløst problem i planetvidenskaben. Den moderne opfattelse er, at det rillede terræn hovedsageligt er tektonisk. Cryovolcanism menes at have spillet kun en mindre rolle, hvis nogen. De kræfter, der forårsagede de stærke belastninger i den Ganymedianske islitosfære, der var nødvendige for at indlede den tektoniske aktivitet, kan være forbundet med tidevandsvarmehændelserne i fortiden, muligvis forårsaget, når satellitten passerede gennem ustabile orbitalresonanser., Isens tidevandsbøjning kan have opvarmet det indre og anstrengt litosfæren, hvilket førte til udvikling af revner og horst-og graben-fejl, som slettede det gamle, mørke terræn på 70% af overfladen. Dannelsen af den rillede terræn kan også være forbundet med den tidlige core dannelse og efterfølgende flodbølger opvarmning af Ganymedes ‘ s indre, som kan have forårsaget en mindre udvidelse af Ganymedes med 1-6 % på grund af faseovergange i is og termisk ekspansion., Under efterfølgende udvikling dybt, varmt vand Plumer kan være steget fra kernen til overfladen, hvilket fører til den tektoniske deformation af litosfæren. Radiogen opvarmning inden for satellitten er den mest relevante aktuelle varmekilde, der bidrager, for eksempel, til havdybde. Forskningsmodeller har fundet, at hvis den orbitale e .centricitet var en størrelsesorden større end i øjeblikket (som det måske har været tidligere), ville tidevandsopvarmning være en mere betydelig varmekilde end radiogen opvarmning.,
Cratering ses på begge typer terræn, men er særligt omfattende på det mørke terræn: det ser ud til at være mættet med nedslagskratere, og har udviklet sig i høj grad gennem impact events. Det lysere, Rillede terræn indeholder mange færre slagfunktioner, som kun har været af mindre betydning for dens tektoniske udvikling. Tætheden af kratering indikerer en alder på 4 milliarder år for det mørke terræn, svarende til Månens højland, og en noget yngre alder for det rillede terræn (men hvor meget yngre er usikkert). Ganymede kan have oplevet en periode med kraftig kratering 3.,For 5 til 4 milliarder år siden svarende til Månens. Hvis det er sandt, skete langt de fleste virkninger i den epoke, mens krateringsgraden har været meget mindre siden. Kratere både overlay og er crosscut af rillesystemerne, hvilket indikerer, at nogle af rillerne er ret gamle. Relativt unge kratere med stråler af ejecta er også synlige. Ganymedianske kratere er fladere end dem på Månen og Merkur. Dette skyldes sandsynligvis den relativt svage karakter af Ganymedes iskolde skorpe, som kan (eller kunne) flyde og derved blødgøre reliefen., Gamle kratere, hvis lettelse er forsvundet, efterlader kun et” spøgelse ” af et krater kendt som en palimpsest.
et væsentligt træk på Ganymede er en mørk slette ved navn Galileo Regio, som indeholder en række koncentriske riller eller furer, der sandsynligvis er skabt i en periode med geologisk aktivitet.
Ganymede har også polar caps, sandsynligvis sammensat af vand frost. Frosten strækker sig til 40 latitude breddegrad. Disse polar caps blev først set af Voyager rumfartøjet. Teorier om dannelsen af hætterne omfatter vandring af vand til højere breddegrader og bombardement af isen med plasma., Data fra Galileo antyder, at sidstnævnte er korrekt. Tilstedeværelsen af et magnetfelt på Ganymedes resultater med mere intens og ladet partikel bombardement af dens overflade i den ubeskyttede polare regioner; spruttende derefter fører til omfordeling af vandmolekyler, med frost overflytning til lokalt koldere områder inden for den polare terræn.
et krater ved navn Anat giver referencepunktet for måling af længdegrad på Ganymede. Per definition er Anat ved 128 longitude længdegrad. 0 longitude længdegraden vender direkte mod Jupiter, og medmindre andet er angivet, øges længdegraden mod vest.,
intern structureEdit
Ganymede ser ud til at være fuldt differentieret med en intern struktur bestående af en jernsulfid-jernkerne, en silikatmantel og ydre lag vandis og flydende vand. Den præcise tykkelse af de forskellige lag i det indre af Ganymedes afhænger af den forudsatte sammensætning af silikater (brøkdel af olivin og pyroxen) og mængden af svovl i kernen. Ganymede har det laveste inertimoment faktor, 0,31, blandt de faste solsystem organer. Dette er en konsekvens af dens betydelige vandindhold og fuldt differentieret interiør.,
Undergrundsflade oceansEdit
kunstnerens udskårne repræsentation af Ganymedes interne struktur. Lag tegnet til skala.
i 1970 ‘ erne mistænkte NASA-forskere først, at Ganymede har et tykt Hav mellem to lag is, Et på overfladen og et under et flydende hav og oven på den stenede kappe. I 1990 ‘ erne fløj NASAs Galileo-mission af Ganymede og fandt indikationer på et sådant underjordisk hav., En analyse offentliggjort i 2014, under hensyntagen til realistiske termodynamik for vand og virkninger af salt, tyder på, at Ganymedes måske har en stak af flere ocean lag adskilt af forskellige faser af is, med den laveste flydende lag, der støder op til rocky kappe. Vand-rock kontakt kan være en vigtig faktor i livets oprindelse. Analysen bemærker også, at de involverede ekstreme dybder (~800 km til den stenede “havbund”) betyder, at temperaturer i bunden af et konvektivt (adiabatisk) hav kan være op til 40 K højere end dem ved isvandsgrænsefladen.,
i Marts 2015 rapporterede forskere, at målinger med Hubble-Rumteleskopet af, hvordan aurorae flyttede, bekræftede, at Ganymede har et underjordisk hav. Et stort saltvandshav påvirker Ganymedes magnetfelt og dermed dets aurora. Beviserne tyder på, at Ganymedes oceaner måske er de største i hele solsystemet.
Der er nogle spekulationer om Ganymedes havs potentielle beboelighed.,
Coredit
eksistensen af en flydende, jern–nikkelrig kerne giver en naturlig forklaring på det indre magnetfelt af Ganymede detekteret af Galileo-rumfartøjet. Konvektionen i det flydende jern, som har høj elektrisk ledningsevne, er den mest rimelige model for magnetfeltgenerering. Densiteten af kernen er 5,5-6 g / cm3 og silikat kappe er 3,4-3,6 g / cm3. Radius af denne kerne kan være op til 500 km. Temperaturen i kernen af Ganymede er sandsynligvis 1500-1700 K og tryk op til 10 GPa (99.000 atm).,
Atmosfære og ionosphereEdit
I 1972, et team af Indiske, Britiske og Amerikanske astronomer, der arbejder i Java (Indonesien) og Kavalur (Indien) hævdede, at de havde opdaget en tynd atmosfære under en skygning, når det, og Jupiter passerede ind foran en stjerne. De vurderede, at overfladetrykket var omkring 0.1 Pa (1 mikrobar). I 1979 observerede Voyager 1 imidlertid en okkultation af stjernen κ Centauri under dens flyby af Jupiter med forskellige resultater., Okkultationsmålingerne blev udført i det langt ultraviolette spektrum ved bølgelængder kortere end 200 nm, som var meget mere følsomme over for tilstedeværelsen af gasser end 1972-målingerne foretaget i det synlige spektrum. Ingen atmosfære blev afsløret af Voyager data. Den øvre grænse for overfladepartikeltaldensiteten viste sig at være 1,5 109 109 cm-3, hvilket svarer til et overfladetryk på mindre end 2,5 µPa (25 picobar). Sidstnævnte værdi er næsten fem størrelsesordener mindre end estimatet fra 1972.,
Falsk-farve temperatur kort af Ganymedes
på Trods af Voyager data, beviser for en svag ilt til atmosfæren (exosphere) på Ganymedes, meget lig den, der findes på Europa, blev fundet af Hubble Space Telescope (HST) i 1995. HST faktisk observeret luftglød af atomisk o .ygen i langt ultraviolet ved bølgelængderne 130,4 nm og 135,6 nm. En sådan luftglød e .citeres, når molekylært o .ygen dissocieres af elektronpåvirkninger, hvilket er tegn på en signifikant neutral atmosfære, der overvejende består af O2-molekyler., Overfladenummertætheden ligger sandsynligvis i området (1,2−7) 108 108 cm−3, svarende til overfladetrykket på 0,2–1,2 µPa. Disse værdier er i overensstemmelse med Voyager ‘ s øvre grænse fastsat i 1981. Ilt er ikke tegn på liv; det menes at være produceret, når vand is på Ganymedes overflade er opdelt i brint og ilt ved stråling, med brint derefter bliver hurtigere tabt på grund af sin lave atommasse. Den luftglød, der observeres over Ganymede, er ikke rumligt homogen som den over Europa., HST observerede to lyspunkter placeret i den nordlige og sydlige halvkugle, nær 50 50 latitude breddegrad, hvilket er nøjagtigt grænsen mellem Ganymedian magnetosfærens åbne og lukkede feltlinjer (se nedenfor). De lyse pletter er sandsynligvis polære auroras, forårsaget af plasmafældning langs de åbne feltlinjer.
eksistensen af en neutral atmosfære indebærer, at en ionosfæren bør eksistere, fordi ilt molekyler er ioniseret af virkningerne af den energirige elektroner, der kommer fra magnetosfære og ved sol-EUV-stråling., Imidlertid er arten af den Ganymedianske ionosfære lige så kontroversiel som atmosfærens natur. Nogle Galileo-målinger fandt en forhøjet elektrondensitet nær Ganymede, hvilket antyder en ionosfære, mens andre ikke kunne opdage noget. Elektrondensiteten nær overfladen estimeres af forskellige kilder til at ligge i området 400-2, 500 cm-3. Fra 2008 er parametrene for Ganymedes ionosfære ikke godt begrænset.
yderligere bevis for iltatmosfæren kommer fra spektral detektion af gasser fanget i isen ved overfladen af Ganymede., Påvisning af O .on (O3) bånd blev annonceret i 1996. I 1997 afslørede spektroskopisk analyse de dimer (eller diatomiske) absorptionsfunktioner af molekylært o .ygen. En sådan absorption kan kun opstå, hvis O .ygenet er i en tæt fase. Den bedste kandidat er molekylært ilt fanget i is. Dybden af dimer absorptionsbånd afhænger af breddegrad og længdegrad, snarere end på overfladen albedo—de har en tendens til at falde med stigende breddegrad på Ganymedes, der henviser til, at O3 viser en modsat tendens., Laboratoriearbejde har fundet, at O2 ikke ville klynge eller boble, men opløses i is ved Ganymedes relativt varme overfladetemperatur på 100 K (-173.15.C).
en søgning efter natrium i atmosfæren, lige efter et sådant fund på Europa, viste intet i 1997. Natrium er mindst 13 gange mindre rigeligt omkring Ganymede end omkring Europa, muligvis på grund af en relativ mangel ved overfladen eller fordi magnetosfæren afværger energiske partikler. En anden mindre bestanddel af den Ganymedianske atmosfære er atomart hydrogen., Hydrogenatomer blev observeret så langt som 3.000 km fra Ganymedes overflade. 1,5 104 104 cm-3.
Magnetosfæreredit
magnetfelt af den Jovianske satellit Ganymede, som er indlejret i Jupiters magnetosfære. Lukkede feltlinjer er markeret med grøn farve.
Galileo håndværk lavet seks tæt flybys af Ganymedes fra 1995-2000 (G1, G2, G7, G8, G28 og G29), og opdagede, at Ganymedes har en permanent (iboende) magnetiske moment er uafhængigt af Jovian magnetfelt., 1,3 101 1013 t * m3, hvilket er tre gange større end kviksølvets magnetiske øjeblik. Den magnetiske dipol vippes i forhold til Ganymedes rotationsakse med 176., hvilket betyder, at den er rettet mod det joviske magnetiske øjeblik. Dens nordpol ligger under orbitalplanet. Dipolens magnetfelt skabt af dette permanente øjeblik har en styrke på 719 2 2 nT ved Ganymedes ækvator, som skal sammenlignes med det joviske magnetfelt i Ganymedes afstand—omkring 120 nt., Ganymedes ækvatoriale felt er rettet mod det joviske felt, hvilket betyder, at genforbindelse er mulig. Den indre feltstyrke ved polerne er to gange den ved ækvator—1440 nT.
Aurorae på Ganymede—auroral bælte forskydning kan indikere en underjordisk saltvand ocean.
det permanente magnetiske øjeblik skærer en del af rummet omkring Ganymede, hvilket skaber en lille magnetosfære indlejret inde i Jupiters; det er den eneste måne i solsystemet, der vides at have funktionen. Dens diameter er 4-5 Ganymede radier., Ganymedian magnetosfæren har et område med lukkede feltlinier placeret under 30 latitude breddegrad, hvor ladede partikler (elektroner og ioner) er fanget, hvilket skaber et slags strålingsbælte. De vigtigste ionarter i magnetosfæren er enkelt ioniseret ilt-O+ – som passer godt til Ganymedes svage iltatmosfære. I polarhætteområderne, ved breddegrader højere end 30., er magnetfeltlinjer åbne, der forbinder Ganymede med Jupiters ionosfære., I disse områder er de energiske (tiere og hundreder af kiloelektronvolt) elektroner og ioner blevet detekteret, hvilket kan forårsage aurorerne observeret omkring Ganymedian polerne. Derudover udfælder tunge ioner kontinuerligt på Ganymedes polære overflade, forstøvning og mørkning af isen.
interaktionen mellem den Ganymedianske magnetosfære og joviske plasma svarer i mange henseender til solvinden og Jordens magnetosfære., Plasmaet co-roterende med Jupiter påvirker på den bageste side af Ganymedian magnetosfæren, ligesom solvinden påvirker Jordens magnetosfære. Den største forskel er hastigheden af plasmastrømmen—supersonisk i tilfælde af jord og subsonisk i tilfælde af Ganymede. På grund af den subsoniske strømning er der ingen bue chok fra Ganymedes bageste halvkugle.
ud over det indre magnetiske øjeblik har Ganymede et induceret dipolmagnetisk felt. Dens eksistens er forbundet med variationen af det joviske magnetfelt nær Ganymede., Det inducerede øjeblik ledes radialt til eller fra Jupiter efter retningen af den varierende del af det planetariske magnetfelt. Det inducerede magnetiske øjeblik er en størrelsesorden svagere end den iboende. Feltstyrken for det inducerede felt ved den magnetiske ækvator er ca. 60 nT-halvdelen af det omgivende joviske felt. Det inducerede magnetfelt i Ganymede ligner dem i Callisto og Europa, hvilket indikerer, at Ganymede også har et underjordisk vandhav med en høj elektrisk ledningsevne.,
i betragtning af at Ganymede er fuldstændigt differentieret og har en metallisk kerne, genereres dets indre magnetfelt sandsynligvis på en lignende måde som Jordens: som et resultat af at føre materiale, der bevæger sig i det indre. Magnetfeltet detekteret omkring Ganymede skyldes sandsynligvis kompositionskonvektion i kernen, hvis magnetfeltet er produktet af dynamo-handling eller magnetokonvektion.
På trods af tilstedeværelsen af en jernkerne forbliver Ganymedes magnetosfære gådefuld, især i betragtning af at lignende organer mangler funktionen., Nogle undersøgelser har antydet, at kernen i betragtning af dens relativt lille størrelse burde have været tilstrækkeligt afkølet til det punkt, hvor væskebevægelser, hvorfor et magnetfelt ikke ville opretholdes. En forklaring er, at de samme orbitale resonanser, der blev foreslået at have forstyrret overfladen, også gjorde det muligt for magnetfeltet at fortsætte: med Ganymedes e .centricitet pumpet og tidevandsopvarmning af mantlen steg under sådanne resonanser, hvilket reducerede varmestrømmen fra kernen og efterlod den flydende og konvektiv., En anden forklaring er en restmagnetisering af silikatsten i mantlen, hvilket er muligt, hvis satellitten tidligere havde et mere markant dynamo-genereret felt.
Stråling environmentEdit
strålingsniveauet på overfladen af Ganymedes, er betydeligt lavere end i Europa, bliver 50-80 mSv (5-8 rem) per dag, et beløb, der ville forårsage alvorlig sygdom eller død hos mennesker udsat for to måneder.