Ganymede ábrázolása a nyugati hosszúság 45° – os középpontja felett; a sötét területek Perrine (felső) és Nicholson (alsó) regionok; a kiemelkedő kráterek a Tros (jobb felső) és a Cisti (bal alsó).
SizeEdit
Összetételszerkesztés
a Ganymede átlagos sűrűsége, 1,936 g / cm3, körülbelül egyenlő részekből áll. A víz egy része folyékony, földalatti óceánt képez., Az ices tömegfrakciója 46-50% között van, ami valamivel alacsonyabb, mint a Callisto-nál. Néhány további Illékony ices, például ammónia is jelen lehet. A pontos összetételét Ganümédész rock nem ismert, de valószínűleg közel a kompozíció L/LL típusú közönséges céljából, amely jellemzi kevesebb, összesen vas, kevesebb, fémes vas -, vas-oxid, mint H céljából. A vas és a szilícium tömegaránya 1,05 és 1,27 között mozog Ganümédészben, míg a naparány 1,8 körül van.,
felszíni jellemzőkSzerkesztés
továbbfejlesztett színes Galileo űrhajó kép Ganymede hátsó féltekéjéről. A Tasmetum kráter kiemelkedő sugarai a jobb alsó sarokban vannak, a hershef nagy ejecta mezője pedig a jobb felső sarokban. A sötét Nicholson Regio egy része a bal alsó részen található, jobb felső részén Harpagia Sulcus határolja.
a Ganymede felülete körülbelül 43% – os albedóval rendelkezik., Úgy tűnik, hogy a vízjég mindenütt jelen van a felületén, 50-90% – os tömegfrakcióval, lényegesen több, mint a Ganymede egészében. A közeli infravörös spektroszkópia kimutatta, hogy erős vízjég abszorpciós sávok vannak jelen az 1,04, 1,25, 1,5, 2,0 és 3,0 µm hullámhosszon. A barázdált terep világosabb, jeges összetételű, mint a sötét terep., A Galileo űrszonda által és a Föld megfigyeléseiből nyert nagy felbontású, közeli infravörös és UV spektrumok elemzése során különböző nem víztartalmú anyagokat fedeztek fel: szén-dioxidot, kén-dioxidot, esetleg cianogént, hidrogén-szulfátot és különböző szerves vegyületeket. A Galileo eredményei magnézium-szulfátot (MgSO4) és esetleg nátrium-szulfátot (Na2SO4) is mutattak a Ganymede felszínén. Ezek a sók a felszín alatti óceánból származhatnak.,
a kráterek Gula és Achelous (alsó), a barázdált terep Ganymede, a ejecta” talapzatok ” és rámpák.
a Ganymediai felület nagyon aszimmetrikus; a vezető félteke világosabb, mint a hátsó. Ez hasonló az Europa-hoz,de a Callisto fordítottja. Úgy tűnik, hogy a Ganymede hátsó féltekéje kén-dioxiddal gazdagodik. A szén-dioxid eloszlása nem mutat félgömb alakú aszimmetriát, bár a pólusok közelében nem figyelhető meg., A Ganymede (egy kivételével) ütköző kráterek nem mutatnak szén-dioxid-dúsítást, ami megkülönbözteti azt a Callisto-tól is. Ganymede szén-dioxid-Gáza valószínűleg kimerült a múltban.
a Ganymede felszíne kétféle terep keveréke: nagyon régi, erősen kráteres, sötét régiók és valamivel fiatalabb (de még mindig ősi), világosabb régiók, amelyek kiterjedt barázdákkal és gerincekkel vannak jelölve. A sötét terep, amely a felszín mintegy egyharmadát foglalja magában, agyagot és szerves anyagokat tartalmaz, amelyek jelezhetik az ütközők összetételét, amelyekből a Jovian műholdak keletkeztek.,
a Ganymede-I barázdált terep kialakulásához szükséges fűtési mechanizmus megoldatlan probléma a bolygótudományokban. A modern nézet az, hogy a barázdált terep elsősorban tektonikus jellegű. Úgy gondolják, hogy a kriovolkanizmus csak kisebb szerepet játszott, ha van ilyen. Azok az erők, amelyek a tektonikus tevékenység megkezdéséhez szükséges ganymedian jég litoszféra erős feszültségét okozták, a múltban az árapály-fűtési eseményekhez kapcsolódhatnak, valószínűleg akkor, amikor a műhold instabil orbitális rezonanciákon haladt át., A jég szökőárja felmelegítette a belső teret és megfeszítette a litoszférát, ami repedések és horst-és graben-hibák kialakulásához vezetett, amelyek a felszín 70% – án letörölték a régi, sötét terepet. A barázdált terep kialakulása összefügghet a Ganymede belsejének korai magképződésével és későbbi árapály-melegítésével is, ami a jég és a hőtágulás fázisátmenetei miatt a Ganymede enyhe, 1-6% – os növekedését okozhatta., A későbbi evolúció során mély, forró víz tollak is emelkedett a mag a felszínre, ami a tektonikus deformáció a litoszféra. A műholdon belüli radiogén fűtés a legfontosabb áramforrás, hozzájárulva például az óceán mélységéhez. A kutatási modellek azt találták, hogy ha az orbitális excentricitás a jelenleginél nagyobb nagyságrendű (mint a múltban), az árapály-fűtés lényegesen nagyobb hőforrás lenne, mint a radiogén fűtés.,
a Kráterezés mindkét típusú terepen látható, de különösen kiterjedt a sötét terepen: úgy tűnik, hogy telített az ütköző kráterekkel, és nagyrészt az ütközési események révén fejlődött ki. A fényesebb, barázdált terep sokkal kevesebb ütközési jellemzőt tartalmaz, amelyek csak kis jelentőséggel bírnak tektonikus evolúciója szempontjából. A cratering sűrűsége 4 milliárd éves kort jelez a sötét terepen, hasonlóan a Hold hegyvidékéhez, kissé fiatalabb a barázdált terepen (de mennyi fiatalabb bizonytalan). Ganymede lehet, hogy tapasztalt időszak nehéz cratering 3.,5-4 milliárd évvel ezelőtt hasonló a Holdhoz. Ha igaz, a hatások túlnyomó többsége abban a korszakban történt, míg a cratering arány azóta sokkal kisebb. A kráterek mind átfedik, mind keresztezik a horonyrendszereket, jelezve, hogy a hornyok egy része meglehetősen ősi. Viszonylag fiatal kráterek láthatók az ejecta sugaraival is. A Ganymedian kráterek laposabbak, mint a Holdon és a Merkúron lévők. Ez valószínűleg a Ganymede jeges kéregének viszonylag gyenge természetéből adódik ,amely képes (vagy képes) folyni, ezáltal lágyítani a megkönnyebbülést., Az ősi kráterek, amelyek megkönnyebbülése eltűnt, csak a palimpsest néven ismert kráter “szellemét” hagyják el.
a Ganymede egyik jelentős jellemzője a Galileo Regio nevű sötét síkság,amely koncentrikus hornyok vagy barázdák sorozatát tartalmazza, valószínűleg a geológiai aktivitás időszakában.
Ganymede poláris sapkákkal is rendelkezik, valószínűleg vízfagyból áll. A fagy 40° szélességig terjed. Ezeket a sarki sapkákat először a Voyager űrhajó látta. A kupakok kialakulására vonatkozó elméletek közé tartozik a víz magasabb szélességi fokokra történő migrációja, valamint a jég plazmával történő bombázása., A Galileo adatai azt sugallják, hogy ez utóbbi helyes. A mágneses mező jelenléte a Ganymede-en felületének intenzívebb töltött részecskebombázását eredményezi a nem védett poláris régiókban; a porlasztás ezután a vízmolekulák újraelosztásához vezet, a fagy pedig a sarki terepen a helyileg hidegebb területekre vándorol.
egy Anat nevű kráter biztosítja a Ganymede hosszúságának mérésére szolgáló referenciapontot. Definíció szerint az Anat 128 ° hosszúsági fokon van. A 0 ° hosszúság közvetlenül a Jupiter felé néz, és hacsak másként nem jelezzük, a hosszúság nyugat felé növekszik.,
belső szerkezetszerkesztés
a Ganymede teljesen differenciáltnak tűnik, belső szerkezete vas-szulfid–vasmagból, szilikát köpenyből és vízjég és folyékony víz külső rétegeiből áll. A Ganymede belsejében lévő különböző rétegek pontos vastagsága függ a szilikátok (az olivin és a piroxén frakciója) feltételezett összetételétől és a kén mennyiségétől a magban. A Ganymede a legalacsonyabb tehetetlenségi tényezővel rendelkezik, 0, 31, a szilárd Naprendszer testei között. Ez annak a következménye, hogy jelentős víztartalma és teljesen differenciált belső tere van.,
subsurface oceansEdit
Artist ‘ s cut-away representation of the internal structure of Ganymede. Rétegek rajzolt skála.
az 1970-es években a NASA tudósai első gyanította, hogy Ganümédész egy vastag óceán, két réteg jég, egy pedig a felszínen egy alatt folyékony óceán tetején a sziklás köpeny. Az 1990-es években a NASA Galileo küldetése Ganymede-nél repült, és ilyen felszín alatti óceánra utaló jeleket talált., Egy elemzés közzétett 2014-ben, figyelembe véve a reális termodinamika a víz hatását, só, azt sugallja, hogy Ganümédész lehet, hogy egy halom több óceán rétegek egymástól különböző szakaszaiban, a jég, a legalacsonyabb folyékony réteg mellett a rocky köpeny. A víz-szikla kapcsolat fontos tényező lehet az élet eredetében. Az elemzés azt is megjegyzi, hogy az érintett szélsőséges mélységek (~800 km a sziklás “tengerfenékig”) azt jelentik, hogy a konvektív (adiabatikus) óceán alján lévő hőmérséklet akár 40 K–val is magasabb lehet, mint a jég-víz interfésznél.,
2015 márciusában a tudósok arról számoltak be, hogy a Hubble űrteleszkóppal végzett mérések az aurorae mozgásának módjáról megerősítették, hogy a Ganymede felszín alatti óceánnal rendelkezik. Egy nagy sós víz óceán befolyásolja Ganymede mágneses mezőjét, következésképpen auroráját. A bizonyítékok arra utalnak, hogy a Ganymede óceánjai lehetnek a legnagyobbak az egész Naprendszerben.
van néhány spekuláció a Ganymede-óceán potenciális lakhatóságáról.,
CoreEdit
a folyékony, vas-nikkelben gazdag mag létezése természetes magyarázatot ad a Galileo űrhajó által észlelt Ganymede belső mágneses mezőjére. A folyékony vas konvekciója, amely nagy elektromos vezetőképességgel rendelkezik, a mágneses mező előállításának legésszerűbb modellje. A mag sűrűsége 5,5 – 6 g / cm3, a szilikát köpeny pedig 3,4–3,6 g / cm3. Ennek a magnak a sugara akár 500 km is lehet. A Ganymede magjában a hőmérséklet valószínűleg 1500-1700 K, a nyomás pedig 10 GPa (99 000 atm).,
légkör és ionoszféraszerkesztés
1972-ben egy indiai, brit és amerikai csillagászokból álló csapat, amely Jáván (Indonézia) és Kavalurban (India) dolgozott, azt állította, hogy vékony légkört észleltek egy okkultáció során, amikor a Jupiterrel elhaladtak egy csillag előtt. Becslések szerint a felületi nyomás 0,1 Pa (1 mikrobar) körül volt. 1979-ben azonban a Voyager 1 megfigyelte a κ Centauri csillag okkultációját a Jupiter repülése során, eltérő eredményekkel., Az okkultációs méréseket a Távol-ultraibolya spektrumban 200 nm-nél rövidebb hullámhosszon végezték, amelyek sokkal érzékenyebbek voltak a gázok jelenlétére, mint a látható spektrumban végzett 1972-es mérések. A Voyager adatai nem tártak fel légkört. A felületi részecskeszám−sűrűség felső határa 1,5×109 cm-3 volt, ami 2,5 µPa-nál (25 picobar) kisebb felületi nyomásnak felel meg. Ez utóbbi érték csaknem öt nagyságrenddel kisebb, mint az 1972-es becslés.,
Hamis-színhőmérséklet térkép Ganümédész
annak Ellenére, hogy a Voyager adatokat, bizonyítékokat, mert egy vékony légkör oxigén (exosphere) a Ganümédész, nagyon hasonlít az egyik találtam Europa, találta meg a Hubble űrtávcső (HST) 1995-ben. A HST 130,4 nm-es és 135,6 nm-es hullámhosszon figyelte meg az atomi oxigén légkörét a távoli ultraibolya tartományban. Egy ilyen léggömb izgatott, amikor a molekuláris oxigént elektron hatások disszociálják, ami egy jelentős semleges légkör bizonyítéka, amely túlnyomórészt O2 molekulákból áll., A felületi számsűrűség valószínűleg a (1,2–7)×108 cm−3 tartományban van, ami megfelel a 0,2–1,2 µPa felületi nyomásnak. Ezek az értékek megegyeznek a Voyager 1981-ben beállított felső határával. Az oxigén nem az élet bizonyítéka; úgy gondolják, hogy akkor keletkezik, amikor a Ganymede felszínén lévő vízjég hidrogénre és oxigénre bomlik a sugárzás által, a hidrogén pedig gyorsabban veszít az alacsony atomtömege miatt. A Ganymede felett megfigyelt léggömb nem térileg homogén, mint az Europa felett., A HST két fényes foltot figyelt meg az északi és déli féltekén, ± 50° szélességi fok közelében, ami pontosan a ganymediai magnetoszféra nyílt és zárt mezővonalai közötti határ (lásd alább). A fényes foltok valószínűleg poláris aurorák, amelyeket a plazma csapadék okoz a nyílt terepi vonalak mentén.
a semleges légkör létezése azt jelenti, hogy léteznie kell egy ionoszférának, mivel az oxigénmolekulákat ionizálják a magnetoszférából érkező energetikai elektronok hatásai, valamint a napenergia EUV sugárzás., A Ganymedian ionoszféra természete azonban ugyanolyan ellentmondásos, mint a légkör természete. Néhány Galileo mérés emelkedett elektronsűrűséget talált Ganymede közelében, ami ionoszférára utal, míg mások nem észleltek semmit. A felület közelében lévő elektronsűrűséget különböző források becsülik meg,hogy a 400-2, 500 cm−3 tartományban legyenek. 2008-tól a Ganymede ionoszférájának paraméterei nem korlátozottak.
az oxigén atmoszféra további bizonyítéka a Ganymede felszínén a jégbe csapdába eső gázok spektrális kimutatásából származik., Az ózon (O3) sávok észlelését 1996-ban jelentették be. 1997-ben a spektroszkópiai elemzés feltárta a molekuláris oxigén dimer (vagy diatomikus) abszorpciós jellemzőit. Az ilyen felszívódás csak akkor fordulhat elő, ha az oxigén sűrű fázisban van. A legjobb jelölt a jégbe ragadt molekuláris oxigén. A dimer abszorpciós sávok mélysége a szélességtől és a hosszúságtól függ, nem pedig a felszíni albedótól-ezek általában csökkennek a Ganymede növekvő szélességével, míg az O3 ellentétes tendenciát mutat., Laboratóriumi vizsgálatok kimutatták, hogy az O2 nem klaszter vagy buborék, hanem feloldódik a jégben Ganymede viszonylag meleg felületi hőmérséklete 100 K (-173.15 °C).
a nátrium keresése a légkörben, közvetlenül az Europa ilyen felfedezése után, 1997-ben semmit sem talált. A nátrium legalább 13-szor kevésbé bőséges a Ganymede körül, mint az Europa körül, valószínűleg a felszíni viszonylagos hiány miatt, vagy azért, mert a magnetoszféra megakadályozza az energetikai részecskéket. A Ganymedian légkör másik kisebb alkotóeleme az atomi hidrogén., A Ganymede felszínétől 3000 km-re hidrogénatomokat figyeltek meg. Sűrűsége a felületen körülbelül 1,5×104 cm-3.
MagnetosphereEdit
a Jovian műhold Ganymede mágneses mezője, amely a Jupiter magnetoszférájába van beágyazva. A zárt mező vonalai zöld színnel vannak jelölve.
A Galileo kézműves készült hat közel flyby a Ganümédész a 1995-2000 (G1, G2, G7 G8, G28, valamint G29), majd felfedezte, hogy a Ganümédész állandó (intrinsic) mágneses momentum független, a nagy kalapban, jupiter mágneses mező., A pillanat értéke körülbelül 1,3 × 1013 T·m3, ami háromszor nagyobb, mint a higany mágneses pillanata. A mágneses dipólus a Ganymede forgástengelyéhez képest 176° – kal van megdöntve, ami azt jelenti, hogy a Jovian mágneses pillanat ellen irányul. Északi pólusa az orbitális sík alatt fekszik. Az állandó pillanat által létrehozott dipól mágneses mezőnek 719 ± 2 nt ereje van a Ganymede egyenlítőjén, amelyet össze kell hasonlítani a Ganymede távolságú Jovian mágneses mezővel—körülbelül 120 nT., A Ganymede Egyenlítői mezője a Jovian mező ellen irányul, ami azt jelenti, hogy újracsatlakozás lehetséges. A pólusok belső térerőssége kétszerese az egyenlítőn—1440 nT.
Aurorae a Ganymede—auroralis öv eltolódásakor a felszín alatti sós óceánra utalhat.
Az állandó mágneses momentum farag egy része tér körül Ganümédész, ami egy apró magnetoszféra beágyazott be, hogy a Jupiter; ez az egyetlen hold a naprendszerben ismert, hogy rendelkezik a szolgáltatás. Átmérője 4-5 Ganymede radii., A Ganymediai magnetoszférában 30° szélességi fok alatt elhelyezkedő zárt térvonalak vannak, ahol a töltött részecskék (elektronok és ionok) csapdába esnek, egyfajta sugárzási övet hozva létre. A magnetoszféra fő ionfajai az egyionizált oxigén-O+ -, amely jól illeszkedik Ganymede feszült oxigén atmoszférájához. A sarki cap régiókban, 30° – nál nagyobb szélességeken, mágneses mezővonalak nyitottak, összekötve a Ganymede-t a Jupiter ionoszférájával., Ezeken a területeken észlelték az energikus (tíz-és száz kiloelektronvolt) elektronokat és ionokat, amelyek a Ganymedian pólusok körül megfigyelt aurórákat okozhatják. Ezenkívül a nehéz ionok folyamatosan csapódnak le a Ganymede sarki felületén, porlasztva és sötétítve a jeget.
a Ganymedian magnetoszféra és a Jovian plazma kölcsönhatása sok tekintetben hasonlít a napszél és a Föld magnetoszférájának kölcsönhatására., A Jupiterrel együtt forgó plazma a Ganymedian magnetoszféra hátsó oldalán ütközik, ugyanúgy,mint a napszél, amely a Föld magnetoszférájára hat. A fő különbség a plazmaáramlás sebessége-szuperszonikus a Föld esetében, a szubszonikus a Ganymede esetében. A szubszonikus áramlás miatt nincs íj sokk a Ganymede hátsó féltekén.
a belső mágneses momentum mellett a Ganymede indukált dipól mágneses mezővel rendelkezik. Létezése kapcsolódik a Jovian mágneses mező változásához Ganymede közelében., Az indukált pillanat sugárirányban a Jupiterre vagy a Jupiterre irányul, a bolygó mágneses mezőjének változó részének irányát követve. Az indukált mágneses pillanat egy nagyságrenddel gyengébb, mint a belső. Az indukált mező térerőssége a mágneses egyenlítőn körülbelül 60 nT-a környezeti Jovian mező fele. A Ganymede indukált mágneses mezője hasonló a Callisto és az Europa mágneses mezőjéhez, ami azt jelzi, hogy a Ganymede felszín alatti víz óceánja is magas elektromos vezetőképességgel rendelkezik.,
tekintettel arra, hogy a Ganymede teljesen differenciált, fémmaggal rendelkezik, belső mágneses mezője valószínűleg a Földéhez hasonló módon keletkezik: a belső térben mozgó anyag vezetésének eredményeként. A Ganymede körül észlelt mágneses mezőt valószínűleg a mag kompozit konvekciója okozza, ha a mágneses mező a dinamó hatásának vagy a magnetokonvekciónak a terméke.
a vasmag jelenléte ellenére Ganymede magnetoszférája rejtélyes marad, különös tekintettel arra, hogy a hasonló testeknek nincs jellemzője., Egyes kutatások azt sugallták, hogy viszonylag kis mérete miatt a magnak megfelelően le kell hűtenie addig a pontig, ahol a folyadékmozgások, így a mágneses mező nem tartható fenn. Az egyik magyarázat, hogy ugyanaz a orbitális rezonancia javasolt, hogy megzavarta a felszínen is lehetővé tette, hogy a mágneses mező, hogy továbbra is fennállnak: a Ganümédész ez a különcség szivattyúzzák, valamint árapály fűtés a köpeny alatt nőttek az ilyen rezgések, csökkenti a hő áramlását, a mag, hagyja folyadék konvektív., Egy másik magyarázat a szilikát kőzetek maradék mágnesezése a köpenyben, ami akkor lehetséges, ha a műholdnak a múltban jelentősebb dinamó által generált mezője volt.
sugárzási környezetszerkesztés
a Ganymede felszínén a sugárzási szint lényegesen alacsonyabb, mint az Europa-nál, napi 50-80 mSv (5-8 rem), ami súlyos betegséget vagy halált okozna a két hónapig kitett emberekben.