weergave van Ganymedes gecentreerd over 45° W. Lengtegraad; donkere gebieden zijn Perrine (boven) en Nicholson (onder) regiones; prominente kraters zijn Tros (rechtsboven) en Cisti (linksonder).

SizeEdit

zie ook: Lijst van objecten in het zonnestelsel naar grootte

samenstelling Edit

De gemiddelde dichtheid van Ganymedes, 1,936 g / cm3, suggereert een samenstelling van ongeveer gelijke delen rotsachtig materiaal en vooral waterijs. Een deel van het water is vloeibaar en vormt een ondergrondse oceaan., De massafractie van ices ligt tussen 46 en 50%, wat iets lager is dan die in Callisto. Er kunnen ook andere vluchtige ices zoals ammoniak aanwezig zijn. De exacte samenstelling van Ganymedes gesteente is niet bekend, maar komt waarschijnlijk overeen met de samenstelling van gewone chondriet van het type L/LL, die gekenmerkt worden door minder totaal ijzer, minder metallisch ijzer en meer ijzeroxide dan H chondriet. De gewichtsverhouding van ijzer tot silicium varieert tussen 1,05 en 1,27 in Ganymedes, terwijl de zonsverhouding rond 1,8 ligt.,

Surface featuresEdit

zie ook: Lijst van geologische kenmerken op Ganymedes

verbeterde kleur Galileo ruimtevaartuig afbeelding van Ganymedes achterste halfrond. De krater Tashmetum ‘ s prominente stralen zijn rechtsonder, en het grote ejecta veld van Hershef rechtsboven. Een deel van dark Nicholson Regio is linksonder, begrensd op zijn rechterbovenhoek door Harpagia Sulcus.

het oppervlak van Ganymedes heeft een albedo van ongeveer 43%., Waterijs lijkt alomtegenwoordig op het oppervlak, met een massafractie van 50-90 %, aanzienlijk meer dan in Ganymedes als geheel. De bijna-infrarode spectroscopie heeft de aanwezigheid van sterke absorptiebanden van het waterijs bij golflengten van 1.04, 1.25, 1.5, 2.0 en 3.0 µm onthuld. Het gegroefde terrein is helderder en heeft een meer ijzige samenstelling dan het donkere terrein., De analyse van hoge-resolutie, near-infrared en UV-spectra verkregen door het Galileo-ruimtevaartuig en uit aardobservaties heeft verschillende niet-waterhoudende materialen aan het licht gebracht: kooldioxide, zwaveldioxide en, mogelijk, cyanogeen, waterstofsulfaat en diverse organische verbindingen. Galileo-resultaten hebben ook magnesiumsulfaat (MgSO4) en mogelijk natriumsulfaat (Na2SO4) op het oppervlak van Ganymedes aangetoond. Deze zouten kunnen afkomstig zijn uit de ondergrondse oceaan.,

de kraters Gula en Achelous (bodem), in het gegroefde terrein van Ganymedes, met ejecta” Sokkels ” en wallen.

Het Ganymediaanse oppervlakte-albedo is zeer asymmetrisch; het voorste halfrond is helderder dan het achterste. Dit is vergelijkbaar met Europa, maar het omgekeerde voor Callisto. Het Laatste halfrond van Ganymedes lijkt verrijkt te zijn met zwaveldioxide. De verdeling van kooldioxide vertoont geen hemisferische asymmetrie, hoewel deze niet in de buurt van de polen wordt waargenomen., Inslagkraters op Ganymedes (op één na) vertonen geen verrijking in kooldioxide, wat het ook onderscheidt van Callisto. Ganymedes kooldioxide gas was waarschijnlijk uitgeput in het verleden.

Ganymedes oppervlak is een mix van twee soorten terrein: zeer oude, zeer kraterige, donkere gebieden en iets jongere (maar nog steeds oude), lichtere gebieden gemarkeerd met een uitgebreide reeks groeven en richels. Het donkere terrein, dat ongeveer een derde van het oppervlak omvat, bevat klei en organische materialen die de samenstelling van de impactors kunnen aangeven waaruit de Joviaanse satellieten zijn geaccreteerd.,

het verwarmingsmechanisme dat nodig is voor de vorming van het gegroefde terrein op Ganymedes is een onopgelost probleem in de planetaire wetenschappen. Het moderne uitzicht is dat het gegroefde terrein vooral tektonisch van aard is. Men denkt dat het cryovolcanisme slechts een kleine rol heeft gespeeld. De krachten die de sterke spanningen in de Ganymediaanse ijs lithosfeer veroorzaakten die nodig waren om de tektonische activiteit in gang te zetten, kunnen verbonden zijn met de getijdenverhitting in het verleden, mogelijk veroorzaakt toen de satelliet door onstabiele orbitale resonanties ging., Het getijde buigen van het ijs kan het binnenste verwarmd hebben en de lithosfeer gespannen, wat heeft geleid tot de ontwikkeling van scheuren en Horst en graben faulting, die het oude, donkere terrein op 70% van het oppervlak hebben gewist. De vorming van het gegroefde terrein kan ook verband houden met de vroege kernvorming en de daaropvolgende getijdenverwarming van het interieur van Ganymedes, wat een lichte expansie van Ganymedes met 1-6% kan hebben veroorzaakt door faseovergangen in ijs en thermische uitzetting., Tijdens de daaropvolgende diepe evolutie kunnen hete waterpluimen van de kern naar het oppervlak zijn gestegen, wat heeft geleid tot de tektonische vervorming van de lithosfeer. Radiogene verwarming binnen de satelliet is de meest relevante huidige warmtebron, die bijvoorbeeld bijdraagt aan de diepte van de oceaan. Onderzoeksmodellen hebben aangetoond dat als de orbitale excentriciteit een orde van grootte groter was dan nu (zoals in het verleden mogelijk was), getijdenverwarming een grotere warmtebron zou zijn dan radiogene verwarming.,

Kratering wordt gezien op beide soorten terrein, maar is vooral uitgebreid op het donkere terrein: het lijkt verzadigd te zijn met inslagkraters en is grotendeels geëvolueerd door inslaggebeurtenissen. Het helderdere, gegroefde terrein bevat veel minder impactkenmerken, die slechts van ondergeschikt belang zijn geweest voor zijn tektonische evolutie. De dichtheid van kratering duidt op een leeftijd van 4 miljard jaar voor het donkere terrein, vergelijkbaar met de hooglanden van de Maan, en een iets jongere leeftijd voor het gegroefde terrein (maar hoeveel jonger is onzeker). Ganymedes kan een periode van zware kratering hebben doorgemaakt 3.,5 tot 4 miljard jaar geleden vergelijkbaar met die van de maan. Als het waar is, gebeurde de overgrote meerderheid van de effecten in die periode, terwijl het kraterpercentage sindsdien veel kleiner is geweest. Kraters zowel overlay en zijn dwars door de groefsystemen, wat aangeeft dat sommige van de groeven zijn vrij oud. Relatief jonge kraters met stralen van ejecta zijn ook zichtbaar. Ganymediaanse kraters zijn platter dan die op de Maan en Mercurius. Dit is waarschijnlijk te wijten aan de relatief zwakke aard van Ganymedes ijzige korst, die kan (of kan) stromen en daardoor het reliëf verzachten., Oude kraters waarvan het reliëf is verdwenen, laten alleen een “spook” achter van een krater die bekend staat als een palimpsest.

een belangrijk kenmerk van Ganymedes is een donkere vlakte genaamd Galileo Regio, die een reeks concentrische groeven of groeven bevat, waarschijnlijk ontstaan tijdens een periode van geologische activiteit.

Ganymedes heeft ook poolkappen, waarschijnlijk samengesteld uit watervorst. De vorst strekt zich uit tot 40° breedtegraad. Deze poolkappen werden voor het eerst gezien door het ruimtevaartuig Voyager. Theorieën over de vorming van de caps omvatten de migratie van water naar hogere breedtegraden en bombardement van het ijs door plasma., Uit gegevens van Galileo blijkt dat dit laatste juist is. De aanwezigheid van een magnetisch veld op Ganymedes resulteert in een intenser geladen deeltjesbombardement van het oppervlak in de onbeschermde poolgebieden; sputteren leidt dan tot herverdeling van watermoleculen, waarbij vorst migreert naar lokaal koudere gebieden binnen het poolgebied.

een krater met de naam Anat is het referentiepunt voor het meten van de lengtegraad op Ganymedes. Per definitie staat Anat op 128 ° Lengtegraad. De 0 ° Lengtegraad staat direct tegenover Jupiter, en tenzij anders aangegeven neemt de Lengtegraad toe naar het westen.,

interne structuur edit

Ganymedes lijkt volledig gedifferentieerd te zijn, met een interne structuur bestaande uit een ijzer-sulfide–ijzerkern, een silicaatmantel en buitenlagen van waterijs en vloeibaar water. De precieze diktes van de verschillende lagen in het binnenste van Ganymedes zijn afhankelijk van de veronderstelde samenstelling van silicaten (fractie van olivijn en pyroxeen) en de hoeveelheid zwavel in de kern. Ganymedes heeft het laagste Traagheidsmoment, 0,31, onder de vaste lichamen van het zonnestelsel. Dit is een gevolg van het aanzienlijke watergehalte en volledig gedifferentieerd interieur.,

Subsurface oceansEdit

artist ‘ s cut-away representation of the internal structure of Ganymedes. Lagen op schaal getekend.in de jaren zeventig vermoedden NASA-wetenschappers voor het eerst dat Ganymedes een dikke oceaan heeft tussen twee lagen ijs, één op het oppervlak en één onder een vloeibare oceaan en bovenop de rotsmantel. In de jaren 90 vloog NASA ’s Galileo-missie langs Ganymedes, en vond aanwijzingen van zo’ n ondergrondse oceaan., Een analyse gepubliceerd in 2014, rekening houdend met de realistische thermodynamica voor water en de effecten van zout, suggereert dat Ganymedes een stapel van verschillende oceaanlagen zou kunnen hebben gescheiden door verschillende fasen van ijs, met de laagste vloeibare laag naast de rotsmantel. Water-rots contact kan een belangrijke factor in de oorsprong van het leven. De analyse wijst er ook op dat de extreme dieptes (~800 km tot de rotsachtige “zeebodem”) betekenen dat de temperaturen op de bodem van een convectieve (adiabatische) Oceaan tot 40 K hoger kunnen zijn dan die op het ijs–water raakvlak.,

in maart 2015 rapporteerden wetenschappers dat metingen met de Hubble ruimtetelescoop van hoe de poollicht bewoog, bevestigden dat Ganymedes een ondergrondse oceaan heeft. Een grote zoutwater Oceaan beïnvloedt Ganymedes magnetische veld, en dus zijn aurora. Het bewijs suggereert dat Ganymedes oceanen de grootste in het hele zonnestelsel kunnen zijn.

Er wordt gespeculeerd over de mogelijke bewoonbaarheid van Ganymedes Oceaan.,

Coredit

het bestaan van een vloeibare, ijzer–nikkelrijke kern Geeft een natuurlijke verklaring voor het intrinsieke magnetische veld van Ganymedes gedetecteerd door Galileo ruimtevaartuigen. De convectie in het vloeibare ijzer, dat een hoge elektrische geleidbaarheid heeft, is het meest redelijke model van magnetische veldgeneratie. De dichtheid van de kern is 5,5–6 g/cm3 en de silicaatmantel is 3,4–3,6 g/cm3. De straal van deze kern mag tot 500 km bedragen. De temperatuur in de kern van Ganymedes is waarschijnlijk 1500-1700 K en druk tot 10 GPa (99.000 atm).,in 1972 beweerde een team van Indiase, Britse en Amerikaanse astronomen die in Java (Indonesië) en Kavalur (India) werkten dat ze een dunne atmosfeer hadden ontdekt tijdens een occultatie, toen deze en Jupiter voor een ster passeerden. Ze schatten dat de oppervlaktedruk rond 0,1 Pa (1 microbar) lag. Echter, in 1979 observeerde Voyager 1 een verduistering van de ster κ Centauri tijdens zijn vliegtijd van Jupiter, met verschillende resultaten., De occultatiemetingen werden uitgevoerd in het ultraviolette spectrum bij golflengten korter dan 200 nm, die veel gevoeliger waren voor de aanwezigheid van gassen dan de metingen uit 1972 in het zichtbare spectrum. De Voyager heeft geen atmosfeer. De bovengrens van de deeltjesaantaldichtheid aan het oppervlak bleek 1,5×109 cm−3 te zijn, wat overeenkomt met een oppervlaktedruk van minder dan 2,5 µPa (25 picobar). Deze laatste waarde is bijna vijf ordes van grootte lager dan de raming van 1972.,

False-color temperature map of Ganymedes

ondanks de gegevens van de Voyager werd er in 1995 door de Hubble Space Telescope (HST) bewijs gevonden voor een zwakke zuurstofatmosfeer (exosfeer) op Ganymedes. HST eigenlijk waargenomen luchtgloed van atomaire zuurstof in het Verre-ultraviolet bij de golflengten 130,4 nm en 135,6 nm. Zo ‘ n luchtgloed wordt opgewekt wanneer moleculaire zuurstof wordt gescheiden door elektronen inslagen, wat een bewijs is van een significante neutrale atmosfeer die voornamelijk bestaat uit O2 moleculen., De oppervlaktegetal dichtheid ligt waarschijnlijk in het (1,2-7) × 108 cm-3 bereik, overeenkomend met de oppervlaktedruk van 0,2–1,2 µPa. Deze waarden komen overeen met de in 1981 vastgestelde bovengrens van de Voyager. De zuurstof is geen bewijs van leven; het wordt verondersteld te worden geproduceerd wanneer waterijs op het oppervlak van Ganymedes wordt gesplitst in waterstof en zuurstof door straling, waarbij de waterstof dan sneller verloren gaat als gevolg van zijn lage atoommassa. De boven Ganymedes waargenomen luchtgloed is niet ruimtelijk homogeen zoals die boven Europa., HST observeerde twee heldere vlekken op het noordelijke en zuidelijke halfrond, op ± 50° breedtegraad, precies de grens tussen de open en gesloten veldlijnen van de ganymediaanse magnetosfeer (zie hieronder). De lichtpunten zijn waarschijnlijk polaire poollicht, veroorzaakt door plasmaneerslag langs de open veldlijnen.

het bestaan van een neutrale atmosfeer impliceert dat er een ionosfeer moet bestaan, omdat zuurstofmoleculen geïoniseerd worden door de effecten van de energetische elektronen uit de magnetosfeer en door zonne-EUV-straling., De aard van de ganymediaanse ionosfeer is echter even controversieel als de aard van de atmosfeer. Sommige Galileo metingen vonden een verhoogde elektronendichtheid in de buurt van Ganymedes, wat wijst op een ionosfeer, terwijl anderen niets konden detecteren. De elektronendichtheid nabij het oppervlak wordt geschat door verschillende bronnen te liggen in het gebied 400-2,500 cm−3. Vanaf 2008 zijn de parameters van de ionosfeer van Ganymedes niet goed beperkt.

aanvullend bewijs voor de zuurstofatmosfeer is afkomstig van spectrale detectie van gassen die aan het oppervlak van Ganymedes in het ijs gevangen zitten., De detectie van ozon (O3) banden werd aangekondigd in 1996. In 1997 onthulde de spectroscopische analyse de dimeer (of diatomaire) absorptiekenmerken van moleculaire zuurstof. Een dergelijke absorptie kan alleen ontstaan als de zuurstof zich in een dichte fase bevindt. De beste kandidaat is moleculaire zuurstof gevangen in ijs. De diepte van de dimeer absorptiebanden hangt af van de lengte—en breedtegraad, in plaats van van de oppervlakte-albedo-ze hebben de neiging om af te nemen met toenemende breedtegraad op Ganymedes, terwijl O3 een tegenovergestelde trend vertoont., Uit laboratoriumonderzoek is gebleken dat O2 niet zou clusteren of bubbelen, maar zou oplossen in ijs bij Ganymedes relatief warme oppervlaktetemperatuur van 100 K (-173,15 °C).

een zoektocht naar natrium in de atmosfeer, net na zo ‘ n ontdekking op Europa, leverde in 1997 niets op. Natrium is ten minste 13 keer minder aanwezig rond Ganymedes dan rond Europa, mogelijk door een relatief tekort aan het oppervlak of omdat de magnetosfeer energetische deeltjes afsluit. Een ander klein bestanddeel van de Ganymediaanse atmosfeer is atomaire waterstof., Waterstofatomen werden waargenomen tot 3000 km van Ganymedes oppervlak. Hun dichtheid op het oppervlak is ongeveer 1,5×104 cm-3.

Magnetosfereedit

magnetisch veld van de Joviaanse satelliet Ganymedes, die is ingebed in de magnetosfeer van Jupiter. Gesloten veldlijnen zijn gemarkeerd met groene kleur.het Galileo-vaartuig maakte zes nauwe flybys van Ganymedes van 1995-2000 (G1, G2, G7, G8, G28 en G29) en ontdekte dat Ganymedes een permanent (intrinsiek) magnetisch moment heeft dat onafhankelijk is van het magnetische veld van Jupiter., De waarde van het moment is ongeveer 1,3 × 1013 t·m3, wat drie keer groter is dan het magnetische moment van Mercurius. De magnetische dipool is 176° gekanteld ten opzichte van de rotatieas van Ganymedes, wat betekent dat hij gericht is tegen het magnetische moment van Jupiter. De Noordpool ligt onder het baanvlak. Het door dit permanente moment gecreëerde dipoolmagneetveld heeft een sterkte van 719 ± 2 nT op de evenaar van Ganymedes, wat vergeleken moet worden met het Joviaanse magnetische veld op de afstand van Ganymedes—ongeveer 120 nT., Het equatoriale veld van Ganymedes is gericht tegen het Joviaanse veld, wat betekent dat opnieuw verbinding mogelijk is. De intrinsieke veldsterkte op de polen is twee keer die op de evenaar-1440 nT.

Poollicht op Ganymedes—poollichtverschuiving kan wijzen op een zoute oceaan onder de grond.

Het Permanente magnetische moment snijdt een deel van de ruimte rond Ganymedes, waardoor een kleine magnetosfeer ontstaat ingebed in die van Jupiter; het is de enige maan in het zonnestelsel waarvan bekend is dat het deze eigenschap bezit. De diameter is 4-5 Ganymedes radii., De Ganymediaanse magnetosfeer heeft een gebied van gesloten veldlijnen gelegen Onder 30 ° breedtegraad, waar geladen deeltjes (elektronen en ionen) worden gevangen, waardoor een soort stralingsgordel ontstaat. De belangrijkste ionensoort in de magnetosfeer is enkel geïoniseerde zuurstof—O+—die goed past bij Ganymedes dunne zuurstofatmosfeer. In de poolkapgebieden, op breedtegraden hoger dan 30°, zijn magnetische veldlijnen open, die Ganymedes verbinden met Jupiters ionosfeer., In deze gebieden zijn de energetische (tientallen en honderden kiloelectronvolt) elektronen en ionen gedetecteerd, die de poollicht kunnen veroorzaken die rond de Ganymediaanse Polen wordt waargenomen. Bovendien storten zware ionen continu neer op het pooloppervlak van Ganymedes, waardoor het ijs wordt verduisterd.

de interactie tussen de ganymediaanse magnetosfeer en het plasma van Jovianus is in veel opzichten vergelijkbaar met die van de zonnewind en de magnetosfeer van de aarde., Het plasma dat samen met Jupiter roteert, raakt aan de achterkant van de Ganymediaanse magnetosfeer, net zoals de zonnewind de magnetosfeer van de aarde raakt. Het belangrijkste verschil is de snelheid van de plasmastroom-supersonisch in het geval van aarde en subsonisch in het geval van Ganymedes. Door de subsonische stroming is er geen boogschok op het achterliggende halfrond van Ganymedes.

naast het intrinsieke magnetische moment heeft Ganymedes een geïnduceerd dipoolmagneetveld. Het bestaan ervan is verbonden met de variatie van het Joviaanse magnetische veld in de buurt van Ganymedes., Het geïnduceerde moment wordt radiaal naar of van Jupiter geleid volgens de richting van het wisselende deel van het planetaire magnetische veld. Het geïnduceerde magnetische moment is een orde van grootte zwakker dan het intrinsieke. De veldsterkte van het geïnduceerde veld aan de magnetische evenaar is ongeveer 60 nt—de helft van die van het omringende Joviaanse veld. Het geïnduceerde magnetische veld van Ganymedes is vergelijkbaar met dat van Callisto en Europa, wat erop wijst dat Ganymedes ook een ondergrondse water oceaan heeft met een hoge elektrische geleidbaarheid.,

aangezien Ganymedes volledig gedifferentieerd is en een metalen kern heeft, wordt het intrinsieke magnetische veld waarschijnlijk op dezelfde manier gegenereerd als dat van de aarde: als gevolg van geleidend materiaal dat zich in het binnenste van de aarde beweegt. Het magnetisch veld dat rond Ganymedes wordt gedetecteerd, wordt waarschijnlijk veroorzaakt door samenstellingsconvectie in de kern, als het magnetisch veld het product is van dynamo-actie, of magnetoconvectie.ondanks de aanwezigheid van een ijzerkern blijft de magnetosfeer van Ganymedes raadselachtig, vooral gezien het feit dat soortgelijke lichamen deze eigenschap niet hebben., Uit onderzoek is gebleken dat de kern, gezien zijn relatief kleine omvang, voldoende zou moeten zijn afgekoeld tot het punt waar vloeibare bewegingen, dus een magnetisch veld niet zou worden gehandhaafd. Een verklaring is dat dezelfde baanresonanties die het oppervlak zouden hebben verstoord ook het magnetisch veld lieten voortbestaan: met Ganymedes excentriciteit gepompt en getijdenverwarming van de mantel toegenomen tijdens dergelijke resonanties, het verminderen van de warmtestroom uit de kern, waardoor het vloeibaar en convectief., Een andere verklaring is een overblijfsel van de magnetisatie van silicaatstenen in de mantel, wat mogelijk is als de satelliet in het verleden een meer significant dynamo-gegenereerd veld had.

stralingsmilieu

het stralingsniveau aan het oppervlak van Ganymedes is aanzienlijk lager dan bij Europa, namelijk 50-80 MSV (5-8 rem) per dag, een hoeveelheid die ernstige ziekte of sterfte zou veroorzaken bij mensen die gedurende twee maanden zijn blootgesteld.