Jeden z najnovších záberov na Ganymedes, dielo kozmickej sondy Juno z roku 2021. Kredit: NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Kevin M. Gill
So svojím priemerom 5 262 km je Ganymedes najväčší mesiac v slnečnej sústave (tesne pred Titanom), dokonca väčší ako planéta Merkúr. Keby obiehal samostatne, s najväčšou pravdepodobnosťou by sme ho považovali za planétu. Ako jediný z mesiacov Jupitera dostal pomenovanie po osobe mužského rodu. Ganymedes bol princ, ktorého Zeus (v rímskej verzii Jupiter) uniesol na Olymp, a stal sa čašníkom bohov.
Obežná dráha a gravitačné vplyvy iných telies
Mesiac obieha planétu po takmer kruhovej dráhe s excentricitou iba 0,0015 v strednej vzdialenosti 1 070 400 km. To predstavuje takmer 15 priemerov Jupitera. Je to tretí najvzdialenejší Galileov mesiac od planéty, vo väčšej vzdialenosti obieha už len Kallisto. Mesiac je v dráhovej rezonancii s bližšie obiehajúcimi veľkými mesiacmi: s Io a Európou. Jeden obeh mu trvá 7,2 dňa. Okolo svojej osi sa otočí za rovnaký čas, ako obehne okolo Jupitera (viazaná rotácia).
Podobne ako Európa a Io, aj Ganymedes je ovplyvňovaný slapovými silami Jupitera, ktoré na ňom vytvárajú výdute v kôre, hoci nie až také výrazné ako na týchto dvoch bližších mesiacoch. Kvôli slapovým silám Jupitera je kôra mesiaca rozbitá na veľké bloky. Zistené boli aj horizontálne pohyby veľkých blokov ľadovej kôry.
Atmosféra
Ganymedes má iba veľmi riedku atmosféru. Obsahuje aj malé množstvo ozónu. Vytvárajú ho nabité častice zachytávané v magnetickom poli Jupitera, ktoré padajú dole na povrch mesiaca. Tým, že nabité častice prenikajú ľadovým povrchom, trhajú čiastočky vody, čím vzniká ozón. Tento chemický proces s istou pravdepodobnosťou naznačuje prítomnosť riedkej kyslíkovej atmosféry, podobnej tej, čo bola zistená na Európe. Prevažujú však zlúčeniny amoniak a metán.
Detail povrchu Ganymeda na snímke sondy Voyager 2. Kredit: Kevin Gill from Los Angeles, CA, United States
Sieť kráterov na povrchu Ganymeda zachytená sondou Galileo. Tieto krátery zrejme vytvorilo jedno teleso roztrhané na viacero častí slapovými silami. Kredit: Galileo Project, Brown University, JPL, NASA
Povrch
Povrchová teplota sa pohybuje od 90 K do 160 K (-183°C do -113°C). Povrch mesiaca je známy zo snímok kozmických sond. Sú na ňom výrazne rozlíšiteľné tmavšie a svetlejšie oblasti. Tmavšie plochy na čiernobielych snímkach trochu pripomínajú mesačné moria. Na rozdiel od morí na našom Mesiaci sú však tmavé oblasti na Ganymede staršie ako svetlejšie oblasti. Najväčšie útvary, ako napríklad veľkú tmavú oválnu oblasť Galileo Regio, možno pozorovať najväčšími prístrojmi aj zo Zeme. Ako u všetkých telies bez hustej atmosféry, aj povrch Ganymeda vykazuje veľké množstvo kráterov po dopadoch menších telies. Mnoho z nich, pravdepodobne hlavne tie mladšie, majú rozsiahle systémy jasných lúčov z vyvrhnutého ľadového materiálu. Tvar impaktných kráterov ovplyvňuje predovšetkým jeho veľkosť a hrúbka ľadovej kôry. Malé krátery majú tvar čaše. U väčších kráterov vznikajú stredové vrcholky.
Nápadným útvarom na severnej pologuli mesiaca je tmavá oblasť Galileo Regio s priemerom asi 3 200 km. Nachádzajú sa na nej svetlejšie škvrny, čo sú impaktné krátery skoro úplne zahladené pohybmi v ľadovej kôre mesiaca. Krátery sú pomenované podľa bohov a hrdinov starovekého Egypta, Babylonu, Mezopotánie a pod. Okrem impaktných kráterov sú na Ganymede aj priekopové prepadliny, panvy a ľadové pohoria orámované zlomami. V rôznych smeroch križujú povrch svetlé pruhy. Na mesiaci sa nachádzajú aj dlhé rovnobežné brázdy so šírkou 5 – 10 km.
Vnútro
Predpokladá sa, že vo vnútri Ganymeda sa nachádza ľad, možno aj globálny oceán kvapalnej vody. Podobne ako Kallisto, aj Ganymedes je pravdepodobne zložený zo skalnatého jadra s vodným alebo ľadovým plášťom a kôrou z kameňa a ľadu. Jeho nízka hustota (1 940 kg/m3) naznačuje, že jadro zaberá okolo 50 % priemeru mesiaca. Jadro Ganymeda je najpravdepodobnejšie zložené z ľadu a kremičitanov a jeho kôra je pravdepodobne hrubá vrstva zmrznutej vody. U Ganymeda sa predpokladá veľká koncentrácia železa okolo stredu, vo vnútri kamenného jadra. Vďaka tomu má ako jediný satelit vlastné magnetické pole zrejme generované konvekciou v kovovom jadre. Pred misiou sondy Galileo vedci uvažovali aj o tom, že vnútro Ganymeda tvorí nediferencovaná zmes skál a ľadu. Meranie gravitačného poľa mesiaca sondou však túto teóriu vyvrátilo.
Pozorovanie
Keď je Jupiter najbližšie k Zemi (v tzv. opozícii), dosahuje Ganymedes svoju najväčšiu jasnosť 4,6 mag. Táto jasnosť je ešte nad hranicou viditeľnosti voľným okom. Keby nebol prežiarený Jupiterom, dokázali by sme ho na oblohe vidieť ako nevýraznú „hviezdičku“, kvôli jeho blízkosti k materskej planéte však na jeho pozorovanie musíme použiť aspoň triéder. Je zo všetkých Galileovych mesiacov najjasnejší.
Vznik
Ganymedes a Jupiter videné objektívmi sondy Cassini, ktoré okolo sústavy Jupitera prelietala k Saturnu. Kredit: NASA/JPL/University of Arizona
Ganymedes, ako ho poznáme zo snímok sondy Galileo. Tento záber vznikol 26. júna 1996. Kredit: NASA/JPL/DLR
Predpokladá sa, že Ganymedes sa sformoval z krúžiaceho disku materiálu okolo Jupitera. Pri veľkom bombradovaní pred 3,8 miliardami rokov mesiac zasiahlo okolo 5200 veľkých impaktorov, ktoré spôsobili, že jeho hmota sa dôkladne a do veľkej hĺbky pretavila. Impaktory pritiahla silná gravitácia Jupitera. Ganymedes obieha okolo Jupitera po bližšej dráhe ako jeho dvojča Kallisto, preto ho zasiahlo zhruba dvakrát väčšie množstvo planétok ako Kallisto a tiež vyššou priemernou rýchlosťou. Preto sa tieto dva mesiace od seba v súčasnosti odlišujú vzhľadom i vnútornou stavbou, hoci sa sformovali v rovnakom čase. Pevné horniny klesali do jadra Ganymeda počas pomalého chladnutia mesiaca. Kamenné jadro Ganymeda je tak oveľa väčšie než jadro Kallisto.
Prieskum sondami
Doposiaľ nijaká sonda nebola vyslaná špeciálne na výskum Ganymeda, pozorovali ho však sondy, ktoré mali skúmať Jupiterovu sústavu, a to sondy Voyager 1, Voyager 2 a Galileo. Neskôr sa na polárnej obežnej dráhe okolo Jupitera usídlila americká sonda Juno. Jej pôvodnou úlohou bolo sledovať len Jupiter samotný, nie jeho mesiace. 26. decembra 2019 sa však sonda na svojej obežnej dráhe veľmi priblížila k severnému pólu Ganymeda. Túto skutočnosť vedci využili na zhotovenie snímok tohto mesiaca v infračervenom spektre, pričom išlo o prvé takéto pozorovanie Ganymeda.
V štádiu príprav a testovania sú okrem iných aj dve zaujímavé kozmické sondy do systému Jupitera. Ako prvé sondy v histórii nebudú mať za primárny cieľ orbitálny výskum cudzej planéty, ale jej mesiacov. V oboch prípadoch ide o ľadové mesiace Jupitera. Jedna z dvojice týchto sond, európska, sa zameria spoločne na Európu, Kallisto a Ganymedes. Keďže všetky tieto tri mesiace sú ľadové, táto sonda má meno JUpiter ICy moons Explorer (JUICE). JUICE by okrem iného mala skúmať ľadové vrstvy mesiacov a v niektorých prípadoch by jej radar mohol preniknúť dokonca pod tieto vrstvy. Stavba sondy začala v roku 2019. Dnes je sonda s hmotnosťou 5,2 ton už kompletne zostavená a práve prechádza testami. Niektoré, ako napríklad vystavenie vákuu či vysokým teplotám, už úspešne absolvovala. Vynesie ju raketa zo série Ariane. Európska vesmírna agentúra plánuje štart JUICE na rok 2023 a jej prílet k Jupiteru v roku 2030. Na obežnej dráhe Jupitera bude robiť prelety okolo cieľových mesiacov a napokon vstúpi na obežnú dráhu okolo Ganymeda.
Napísať odpoveď