Галилей открыл луны юпитера

Открытие Галилеем спутников Юпитера

Итальянский ученый Галилео Галилей является одним из гигантов науки. В историю науки он вошел как мученик, его жизнь и смерть — вечный укор его мучителям. Но и, конечно, остались его открытия. Одно из самых замечательных — открытие спутников Юпитера.

Галилео Галилей (1564—1642) родился в городе Пизе в знатной, но обедневшей семье. До одиннадцати лет Галилей жил в Пизе и учился в обычной школе, а затем вместе с семьей переехал во Флоренцию. Здесь он продолжил образование в монастыре бенедиктинцев, где изучал грамматику, арифметику, риторику и другие предметы.

В семнадцать лет Галилей поступил в Пизанский университет и стал готовиться к профессии врача. Одновременно из любознательности он читал труды по математике и механике, в частности Евклида и Архимеда. Последнего позже Галилей всегда называл своим учителем.

Из-за стесненного материального положения юноше пришлось бросить Пизанский университет и вернуться во Флоренцию. Дома Галилей самостоятельно занялся углубленным изучением математики и физики, которые его очень заинтересовали. В 1586 году он написал свою первую научную работу «Маленькие гидростатические весы», которая принесла ему некоторую известность и позволила познакомиться с несколькими учеными. По протекции одного из них — автора «Учебника механики» Гвидо Убальдо дель Монте, Галилей в 1589 году получил кафедру математики в Пизанском университете. В двадцать пять лет он стал профессором там, где учился, так и не завершив свое образование.

Галилей преподавал студентам математику и астрономию, которую рассказывал, естественно, по Птолемею. В работе «О движении» (1590 год) Галилей подверг критике аристотелевское учение о падении тел.

К этому же периоду относится установление Галилеем изохронности малых колебаний маятника — независимости периода его колебаний от амплитуды.

Критика Галилеем физических представлений Аристотеля восстановила против него многочисленных сторонников древнегреческого ученого. Молодому профессору стало очень неуютно в Пизе, и он принял приглашение занять кафедру математики в известном Падуанском университете.

Падуанский период, продолжавшийся 18 лет, был самым плодотворным и спокойным в жизни ученого. Здесь он обрел семью, связав свою судьбу с одинокой девушкой Мариной Гамба.

Галилей много работал, обдумывая будущие сочинения. Хотя с университетской кафедры он доносит до слушателей освященные церковью идеи перипатетиков о мироздании и даже доказывает «справедливость» геоцентризма, но одновременно он страстно ищет и находит новые подтверждения справедливости великого учения Коперника.

Узнав в конце 1608 года об изобретении за границей подзорной трубы, ученый увлеченно работает над собственной конструкцией, используя сочетание двояковыпуклой и двояковогнутой линз. Терпеливо создавая один за другим приборы со все большим увеличением, он, наконец, построил «прибор до такой степени превосходный, что при его помощи предметы казались почти в 1000 раз больше и более чем в 30 раз ближе, чем при наблюдении простым глазом», — вспоминает о своем изобретении в книге «Пробирщик» Галилей.

При помощи подзорной трубы ученым было обнаружено множество новых звезд, не видимых невооруженным взглядом, было доказано, что Млечный Путь состоит из большого скопления мельчайших звезд. Телескоп помог открыть на Луне существование гор и впадин, и, наконец, Галилей увидел на небе воочию прообраз системы Коперника — четырех спутников Юпитера, обращающихся вокруг него, как и Луна вокруг Земли. Знаменитое это открытие было сделано при помощи трубы с 30-кратным увеличением. Вот как Галилей рассказывает об этом открытии:

«7 января 1610 года, в первом часу ночи, наблюдая небесные светила, я, между прочим, направил на Юпитер мою трубу и, благодаря ее совершенству, увидел недалеко от планеты три маленьких блестящих звездочки, которых прежде не замечал вследствие слабого увеличения бывшей в то время у меня трубы. Эти светлые точки были приняты мною за неподвижные звезды, они обратили на себя мое внимание только потому, что все три находились на совершенно прямой линии, параллельной эклиптике, и были несколько ярче звезд одинаковой с ними величины. Расположение их относительно Юпитера быдо следующее: две находились на восточной стороне планеты, третья же на западной. Крайняя восточная звездочка и западная казались немного большими третьей. Я тогда не определял точным образом их взаимных расстояний, ибо, как сказано, они были сочтены мною за неподвижные звезды.

Через восемь дней ведомый не знаю какою судьбою, я опять направил трубу на Юпитер и увидел, что расположение звездочек значительно изменилось: именно все три помещались на западе от планеты и ближе одна к другой, чем в предшествовавшее наблюдение. Они по-прежнему стояли на прямой линии, но уже были разделены между собою равными промежутками. Хотя я был далек от мысли приписать это собственному движению звездочек, но тем не менее сомневался, чтобы такое изменение в их положении могло произойти от перемещения Юпитера, за несколько дней находившего на западе от двух звездочек. С величайшим нетерпением ожидал я следующей ночи, чтобы рассеять свои сомнения, но был обманут в своих ожиданиях, небо в эту ночь было со всех сторон покрыто облаками».

Галилей описывает далее новое расположение звездочек и дальнейшие над ними наблюдения; число звездочек оказалось равным четырем.

«Вследствие всего этого я уже без малейшего колебания решил, что существуют четыре светила, вращающиеся около Юпитера, подобно тому как Венера или Меркурий вращаются вокруг Солнца. Ныне имеем очевидный аргумент, чтобы рассеять сомнения тех, кои, склоняясь допустить, что планеты обращаются вокруг Солнца, смущаются, однако, каким образом Луна несется вокруг Земли и в то же время вместе с нею совершает годичный круг около Солнца. Мы знаем теперь, что есть планеты, обращающиеся одна около другой и в то же время вместе несущиеся вокруг Солнца; мы знаем, что и около Юпитера движутся и не одна, но четыре луны, следующие за ним во все продолжение его двенадцатилетнего обращения около Солнца».

В этом замечательном рассказе живо чувствуются переживания Галилея, сделавшего небывалое открытие. Галилей уже неоднократно смотрел на небо, смотрел и на Юпитера, уже сделал ряд замечательных открытий, но он не успокаивается. Он снова и снова совершенствует трубу и снова направляет на Юпитер. Он видит новые звездочки. Он еще не думает, что это луны Юпитера, но точно фиксирует их сравнительную величину и расположение. Это не было мимолетным наблюдением, он настолько хорошо зафиксировал расположение, что через 8 дней сразу замечает изменение его. Он еще не верит в свое открытие, но, охваченный творческим порывом, уже чувствует, что имеет дело с новым фактом: это не результат простого перемещения Юпитера. Начинаются тщательные наблюдения и изучение нового факта. Сопоставляя результаты отдельных наблюдений, теоретически обобщая их, Галилей приходит к смелому выводу: это спутники Юпитера. Он сразу оценивает значимость этого открытия для системы Коперника. Ведь он сам, руководясь системой Коперника, сумел не только не пройти мимо группы звездочек, одной из многих новых групп, открытых им, но и получить совершенно новый астрономический результат. Понятен восторг Галилея, понятно и то, что он сообщению о своих новых астрономических открытиях, вышедшему в 1610 году, придал величавое заглавие. «Звездный вестник».

Этой книгой Галилей начинает свою борьбу за легализацию и пропаганду системы Коперника.

Позже Галилей обнаружил феномен Сатурна (хотя и не понял, в чем дело) и открыл фазы Венеры.

Наблюдая, как солнечные пятна перемещаются по солнечной поверхности, он установил, что Солнце тоже вращается вокруг своей оси На основании наблюдений Галилей сделал вывод, что вращение вокруг оси свойственно всем небесным телам.

Наблюдая звездное небо, он убедился, что число звезд гораздо больше, чем можно увидеть простым глазом. Так Галилей подтвердил мысль Джордано Бруно о том, что просторы Вселенной бесконечны и неисчерпаемы После этого Галилей сделал вывод о том, что гелиоцентрическая система мира, предложенная Коперником, является единственно верной.

Источник

Галилео Галилей открыл спутники Юпитера

Галилеевы спутники Юпитера (Фото: Shutterstock)

В ночь на 7 января 1610 года Галилео Галилей направляет созданный им 32-х кратный телескоп на небо. Он увидел там не только лунный пейзаж, горные цепи и вершины, но и открыл четыре наиболее крупных спутника Юпитера, которые сейчас носят название «галилеевых».

Благодаря своему открытию, которое он описал в сочинении «Звёздный вестник», Галилей вскоре становится самым знаменитым учёным Европы. Книга имела сенсационный успех, даже коронованные особы спешили обзавестись телескопом. Несколько телескопов Галилей подарил Венецианскому сенату, который в знак благодарности назначил его пожизненным профессором с окладом 1000 флоринов.

Немецкий астроном Симон Мариус (1573-1624) одновременно и независимо от Галилея открыл все четыре спутника Юпитера (1610), и дал им имена Ио, Европа, Ганимед и Каллисто. История распорядилась так, что Галилея считают первооткрывателем спутников, за которыми закрепились имена, данные Мариусом.

Спутник Юпитера Ганимед имеет диаметр превосходящий диаметр Меркурия. Под поверхностью Европы обнаружен глобальный океан, а Ио известен тем, что на нём действуют самые мощные в Солнечной системе вулканы. Каллисто – одно из самых кратерированных тел в Солнечной системе. Поверхность спутника очень старая, около 4 млрд. лет, а его геологическая активность крайне низкая. У Юпитера имеются слабые планетарные кольца.

Спутники ярки и вращаются по достаточно удалённым от планеты орбитам, так что их легко различить даже в полевой бинокль. Первенство в открытии спутников оспаривал также немецкий астроном Симон Мариус, который увидел их еще в 1609 году, но не опубликовал открытие. Позднее именно Мариус дал этим четырем спутникам названия, взяв имена из древнегреческих мифов.

Юпитер исследовался восемью автоматическими межпланетными станциями НАСА. Наибольшее значение имели исследования с помощью аппаратов «Пионер» и «Вояджер», и позднее «Галилео». Последним аппаратом, посетившим Юпитер, был зонд «Новые горизонты», направляющийся к Плутону.

На сегодняшний день ученым известно 79 спутников Юпитера, среди которых Галилеевы – самые крупные.

Источник

Галилео Галилей открыл спутники Юпитера

В ночь на 7 января 1610 года Галилео Галилей, при помощи созданного им 32-х кратного телескопа увидел там не только лунный пейзаж, горные цепи и вершины, но и открыл четыре наиболее крупных спутника Юпитера, которые сейчас носят название «галилеевых». Свое открытие он описал в сочинении «Звездный вестник», благодаря которому Галилей вскоре стал самым знаменитым ученым Европы.

Книга имела сенсационный успех, даже коронованные особы спешили обзавестись телескопом. Несколько телескопов Галилей подарил Венецианскому сенату, который в знак благодарности назначил его пожизненным профессором с окладом 1 000 флоринов. Немецкий астроном Симон Мариус одновременно и независимо от Галилея открыл все четыре спутника Юпитера, и дал им имена Ио, Европа, Ганимед и Каллисто. Получилось так, что Галилея считают первооткрывателем спутников, за которыми закрепились имена, данные Мариусом.

Спутник Юпитера Ганимед имеет диаметр превосходящий диаметр Меркурия. Под поверхностью Европы обнаружен глобальный океан, а Ио известен тем, что на нем действуют самые мощные в Солнечной системе вулканы. Каллисто — одно из самых кратерированных тел в Солнечной системе. Поверхность спутника очень старая, около 4 миллиардов лет, а его геологическая активность крайне низкая. У Юпитера имеются слабые планетарные кольца.

Спутники ярки и вращаются по достаточно удаленным от планеты орбитам, так что их легко различить даже в полевой бинокль. Первенство в открытии спутников оспаривал также немецкий астроном Симон Мариус, который увидел их еще в 1609 году, но не опубликовал открытие. Позднее именно Мариус дал спутникам названия, взяв имена из древнегреческих мифов.

Юпитер исследовался восемью автоматическими межпланетными станциями НАСА. Наибольшее значение имели исследования с помощью аппаратов «Пионер» и «Вояджер», и позднее «Галилео». Последним аппаратом, посетившим Юпитер, был зонд «Новые горизонты», направляющийся к Плутону. На сегодняшний день ученым известно 67 спутников Юпитера, среди которых Галилеевы — самые крупные.

Источник

Галилеевы луны — Galilean moons

В Галилеевы спутники (или галилеевых спутников ) / ɡ æ л ɪ л я ə п / являются четыре крупнейшие спутники Юпитера — Ио , Европа , Ганимед и Каллисто . Впервые они были замечены Галилео Галилеем в декабре 1609 или январе 1610 года и признаны им как спутники Юпитера в марте 1610 года. Они были первыми объектами, обнаруженными на орбите планеты, отличной от Земли.

Они являются одними из самых крупных объектов в Солнечной системе с исключением Солнца и восемь планет , с радиусом больше , чем любой из карликовых планет . Ганимед — самый большой спутник в Солнечной системе, он даже больше, чем планета Меркурий , хотя лишь примерно в два раза массивнее. Три внутренних луны — Ио , Европа и Ганимед — находятся в орбитальном резонансе 4: 2: 1 друг с другом. В то время как галилеевы луны имеют сферическую форму, все гораздо меньшие оставшиеся луны Юпитера имеют неправильную форму из-за их более слабой самогравитации .

Галилеевы спутники наблюдались либо в 1609, либо в 1610 году, когда Галилей усовершенствовал свой телескоп , что позволило ему наблюдать небесные тела более отчетливо, чем когда-либо. Наблюдения Галилея показали важность телескопа как инструмента для астрономов, доказав, что в космосе есть объекты, которые нельзя увидеть невооруженным глазом. Открытие небесных тел, вращающихся вокруг чего-то, кроме Земли, нанесло серьезный удар по принятой тогда мировой системе Птолемея , геоцентрической теории, в которой все вращается вокруг Земли.

Галилей первоначально назвал свое открытие Cosmica Sidera (« звезды Козимо »), но имена, которые в конечном итоге возобладали, были выбраны Симоном Мариусом . Мариус открыл спутники независимо почти в то же время, что и Галилей, 8 января 1610 года, и дал им их нынешние имена, полученные от возлюбленных Зевса , которые были предложены Иоганном Кеплером в его Mundus Jovialis , опубликованном в 1614 году.

Четыре галилеевых луны были единственными известными спутниками Юпитера до открытия Амальтеи , «пятой луны Юпитера» в 1892 году.

СОДЕРЖАНИЕ

История

Открытие

В результате улучшений, которые Галилео Галилей внес в телескоп с 20-кратным увеличением, он смог видеть небесные тела более отчетливо, чем это было возможно раньше. Это позволило Галилею наблюдать в декабре 1609 или в январе 1610 года то, что стало известно как галилейские луны.

7 января 1610 года Галилей написал письмо, содержащее первое упоминание о спутниках Юпитера. В то время он видел только три из них и считал их неподвижными звездами около Юпитера. Он продолжал наблюдать за этими небесными шарами с 8 января по 2 марта 1610 года. В ходе этих наблюдений он обнаружил четвертое тело, а также заметил, что эти четыре звезды не были неподвижными звездами, а скорее вращались вокруг Юпитера.

Открытие Галилея доказало важность телескопа как инструмента для астрономов, показав, что в космосе нужно было обнаружить объекты, которые до тех пор оставались невидимыми невооруженным глазом. Что еще более важно, открытие небесных тел, вращающихся вокруг чего-то другого, кроме Земли, нанесло удар по принятой тогда мировой системе Птолемея , которая считала, что Земля находится в центре Вселенной, а все другие небесные тела вращаются вокруг нее. В работе Галилея Sidereus Nuncius ( Звездный вестник ), объявившей о наблюдениях за небом через свой телескоп, прямо не упоминается гелиоцентризм Коперника , теория, согласно которой Солнце находится в центре Вселенной. Тем не менее Галилей принял теорию Коперника.

Китайский историк астрономии Си Цзэцзун заявил, что «маленькая красноватая звезда», наблюдаемая около Юпитера в 362 г. до н.э. китайским астрономом Ган Де, могла быть Ганимедом . Если это правда, то это могло быть до открытия Галилея примерно на два тысячелетия.

Наблюдения Симона Мариуса — еще один известный пример наблюдений, и он позже сообщил о наблюдениях за лунами в 1609 году. Однако, поскольку он не опубликовал эти результаты до Галилея, в его записях есть некоторая степень неопределенности.

Посвящение Медичи

В 1605 году Галилей работал учителем математики у Козимо Медичи . В 1609 году Козимо стал великим герцогом Тосканы Козимо II . Галилей, ища покровительства у своего теперь уже богатого бывшего ученика и своей могущественной семьи, использовал открытие спутников Юпитера, чтобы получить его. 13 февраля 1610 года Галилей писал секретарю великого князя:

«Бог одарил меня способностью через такое необычное знамение открыть моему Господу мою преданность и желание, чтобы его славное имя оставалось равным среди звезд, и поскольку это зависит от меня, первого первооткрывателя, назовите эти новые планеты, я хочу, подражая великим мудрецам, поместившим самых выдающихся героев той эпохи среди звезд, написать на них имя Светлейшего Великого Герцога ».

Галилей спросил, следует ли ему называть луны «Космическими звездами», в честь одного Козимо, или «Звездами-медиками», в честь всех четырех братьев в клане Медичи. Секретарь ответила, что лучше всего будет второе имя.

12 марта 1610 года Галилей написал посвящение герцогу Тосканского, а на следующий день отправил копию великому герцогу, надеясь как можно быстрее заручиться поддержкой великого герцога. 19 марта он отправил телескоп, который он использовал для первого наблюдения за лунами Юпитера, Великому князю, вместе с официальной копией Sidereus Nuncius ( «Звездный вестник» ), который, следуя совету секретаря, назвал четыре луны Медичианскими звездами. В своем вступительном слове Галилей писал:

Едва бессмертные милости вашей души засияют на земле, как на небесах предстают яркие звезды, которые, как языки, будут говорить и прославлять ваши самые превосходные добродетели на все времена. Итак, вот четыре звезды, зарезервированные для вашего прославленного имени . которые . совершают свои путешествия и орбиты с удивительной скоростью вокруг звезды Юпитера . как дети одной семьи . Действительно, кажется, что Создатель Сам Звездный деятель убедительно убедил меня прежде всего называть эти новые планеты прославленным именем Вашего Высочества.

Первоначально Галилей назвал свое открытие Cosmica Sidera («звезды Козимо») в честь Козимо II Медичи (1590–1621). По предложению Козимо Галилей изменил название на Medicea Sidera (« Звезды-медики ») в честь всех четырех братьев Медичи (Козимо, Франческо, Карло и Лоренцо). Об открытии было объявлено в Sidereus Nuncius («Звездный вестник»), опубликованном в Венеции в марте 1610 года, менее чем через два месяца после первых наблюдений.

Другие выдвинутые имена включают:

• I. Principharus (для «принца» Тосканы), II. Виктрифар (в честь Виттории делла Ровере ), III. Космифар (после Козимо Медичи ) и IV. Фернифар (в честь герцога Фердинандо Медичи ) — Джованни Баттиста Годиерна , ученик Галилея и автор первых эфемерид ( Medicaeorum Ephemerides , 1656);
• Circulatores Jovis , или Jovis Comites — Иоганнеса Гевелия ;
• Gardes , или Спутники (от латинского satelles, satellitis , что означает «сопровождение») — Жак Озанам .

Имена, которые в конечном итоге возобладали, были выбраны Симоном Марием , который открыл спутники независимо в то же время, что и Галилей: он назвал их по предложению Иоганна Кеплера в честь возлюбленных бога Зевса (греческий эквивалент Юпитера): Ио , Европа , Ганимед и Каллисто в своей книге Mundus Jovialis , опубликованной в 1614 году.

Галилей упорно отказывался использовать имена Мариуса и в результате изобрел схему нумерации, которая используется до сих пор, параллельно с именами собственных лун. Числа идут от Юпитера наружу, т.е. I, II, III и IV для Ио, Европы, Ганимеда и Каллисто соответственно. Галилей использовал эту систему в своих записных книжках, но никогда не публиковал ее. Пронумерованные имена (Юпитер x ) использовались до середины 20-го века, когда были обнаружены другие внутренние луны, и имена Мариуса стали широко использоваться.

Определение долготы

Галилею удалось разработать метод определения долготы, основанный на времени обращения орбит галилеевых спутников. Время лунных затмений можно было точно рассчитать заранее и сравнить с местными наблюдениями на суше или на корабле, чтобы определить местное время и, следовательно, долготу. Основная проблема с этой техникой заключалась в том, что было трудно наблюдать галилеевы луны через телескоп на движущемся корабле — проблему, которую Галилей попытался решить с изобретением целатона . Этот метод использовали Джованни Доменико Кассини и Жан Пикар для повторного картирования Франции .

Члены

Некоторые модели предсказывают, что в ранней истории Юпитера могло быть несколько поколений галилеевых спутников. Каждое сформировавшееся поколение лун могло бы по спирали попасть на Юпитер и было бы уничтожено из-за приливных взаимодействий с прото-спутниковым диском Юпитера, а из оставшихся обломков образовывались бы новые луны. К тому времени, когда сформировалось нынешнее поколение, газ в диске протоспутников истончился до такой степени, что больше не мешал орбитам спутников.

Другие модели предполагают, что спутники Галилея сформировались в прото-спутниковом диске, в котором шкалы времени формирования были сопоставимы или короче шкалы времени орбитальной миграции. Ио безводна и, вероятно, имеет внутреннюю структуру из рока и металла. Считается, что Европа на 8% состоит из льда и воды по массе с остальными породами. Эти спутники в порядке увеличения расстояния от Юпитера:

Ио (Юпитер I) — самый внутренний из четырех галилеевых спутников Юпитера; с диаметром 3642 км, это четвертая по величине луна в Солнечной системе, и лишь незначительно больше, чем Луна Земли . Он был назван в честь Ио , жрицы Геры, которая стала одной из возлюбленных Зевса . Тем не менее, до середины 20 века его просто называли «Юпитер I» или «Первый спутник Юпитера».

Ио — самый геологически активный объект Солнечной системы, насчитывающий более 400 действующих вулканов. Его поверхность усеяна более чем 100 горами, некоторые из которых выше, чем гора Эверест на Земле . В отличие от большинства спутников во внешней Солнечной системе (которые покрыты толстым слоем льда), Ио в основном состоит из силикатной породы, окружающей расплавленное железо или ядро ​​сульфида железа.

Хотя это и не доказано, недавние данные с орбитального аппарата «Галилео» указывают на то, что Ио может иметь собственное магнитное поле. На Ио очень тонкая атмосфера, состоящая в основном из диоксида серы (SO ₂ ). Если данные поверхности или сбор судна были приземлиться на Ио в будущем, она должна была бы быть очень жестким ( по аналогии с танке -like органов советской Venera спускаемых) , чтобы выжить излучение и магнитные поля, родиной происхождения Юпитера.

Европа

Европа (Юпитер II), вторая из четырех галилеевых спутников, является второй ближайшей к Юпитеру и самой маленькой — 3121,6 км в диаметре, что немного меньше Луны Земли . Название происходит от мифической финикийской знатной женщины Европы , за которой ухаживал Зевс и которая стала царицей Крита , хотя это имя не получило широкого распространения до середины 20 века.

У него гладкая и яркая поверхность со слоем воды, окружающим мантию планеты, толщиной около 100 километров. Гладкая поверхность включает слой льда, в то время как дно льда теоретически представляет собой жидкую воду. Кажущаяся молодость и гладкость поверхности привели к гипотезе о том, что под ней существует водный океан, который предположительно может служить пристанищем для внеземной жизни . Тепловая энергия от приливных изгибов гарантирует, что океан остается жидким, и стимулирует геологическую активность. Жизнь может существовать в подледном океане Европы. Пока нет доказательств существования жизни на Европе, но вероятное присутствие жидкой воды вызвало призывы отправить туда зонд.

Выступающие отметины, пересекающие луну, кажутся в основном особенностями альбедо , подчеркивающими низкую топографию. На Европе мало кратеров, потому что ее поверхность тектонически активна и молода. Некоторые теории предполагают, что гравитация Юпитера вызывает эти отметины, поскольку одна сторона Европы постоянно обращена к Юпитеру. Извержения вулканической воды, раскалывающей поверхность Европы, и даже гейзеры также рассматривались как причина. Цвет маркировки, красновато-коричневый, предположительно вызван серой, но ученые не могут подтвердить это, потому что никакие устройства для сбора данных не были отправлены в Европу. Европа в основном состоит из силикатной породы и, вероятно, имеет железное ядро. У него разреженная атмосфера, состоящая в основном из кислорода .

Ганимед

Ганимед (Юпитер III), третья галилейская луна, назван в честь мифологического Ганимеда , виночерпия греческих богов и возлюбленного Зевса . Ганимед — самый большой естественный спутник в Солнечной системе, его диаметр составляет 5262,4 километра, что делает его больше, чем планета Меркурий, хотя и составляет лишь половину своей массы, поскольку Ганимед — ледяной мир. Это единственный известный спутник в Солнечной системе, который обладает магнитосферой , вероятно, созданной конвекцией внутри жидкого железного ядра.

Ганимед состоит в основном из силикатных пород и водяного льда, и считается, что океан с соленой водой существует почти на 200 км ниже поверхности Ганимеда, зажатый между слоями льда. Металлическое ядро ​​Ганимеда предполагает, что когда-то в прошлом он был более теплым, чем предполагалось ранее. Поверхность представляет собой смесь двух типов ландшафта — сильно изрезанных кратерами темных областей и более молодых, но все еще древних областей с большим количеством бороздок и гребней. На Ганимеде много кратеров, но многие из них исчезли или едва видны из-за образования над ними ледяной корки. Спутник имеет тонкую кислородную атмосферу, которая включает в себя O, O ₂ и, возможно, O ₃ ( озон ), а также немного атомарного водорода .

Каллисто

Каллисто (Юпитер IV) — четвертый и последний галилеевский спутник и второй по величине из четырех; его диаметр составляет 4820,6 км, это третий по величине спутник в Солнечной системе, он едва меньше Меркурия, хотя и составляет треть массы последнего. Он назван в честь греческой мифологической нимфы Каллисто , возлюбленной Зевса, дочери аркадского царя Ликаона и охотничьей спутницы богини Артемиды. Луна не является частью орбитального резонанса, который влияет на три внутренних галилеевых спутника, и поэтому не испытывает заметного приливного нагрева . Каллисто состоит из примерно равного количества камня и льда , что делает его наименее плотным из галилеевых спутников. Это один из самых сильно поврежденных спутников в Солнечной системе, и одной из его основных особенностей является бассейн Валгалла шириной около 3000 км .

Каллисто окружена чрезвычайно тонкой атмосферой, состоящей из углекислого газа и, вероятно, молекулярного кислорода . Расследование показало, что у Каллисто может быть подземный океан жидкой воды на глубине менее 300 километров. Вероятное присутствие океана внутри Каллисто указывает на то, что он может или может содержать жизнь . Однако это менее вероятно, чем на соседней Европе . Каллисто долгое время считался наиболее подходящим местом для человеческой базы для будущего исследования системы Юпитера, поскольку он наиболее удален от интенсивного излучения Юпитера.

Сравнительная структура

Колебания орбит лун указывают на то, что их средняя плотность уменьшается с удалением от Юпитера. Каллисто, самый внешний и наименее плотный из четырех, имеет промежуточную плотность между льдом и камнем, тогда как Ио, самая внутренняя и самая плотная луна, имеет промежуточную плотность между камнем и железом. Каллисто имеет древнюю, сильно изрезанную и неизменную ледяную поверхность, и то, как он вращается, указывает на то, что его плотность равномерно распределена, что позволяет предположить, что у него нет каменистого или металлического ядра, а он состоит из однородной смеси камня и льда. Это вполне могло быть первоначальной структурой всех лун. Вращение трех внутренних лун, напротив, указывает на дифференциацию их недр с более плотным веществом в ядре и более легким веществом наверху. Также они обнаруживают значительные изменения поверхности. Ганимед показывает прошлые тектонические движения ледяной поверхности, которые требовали частичного таяния подповерхностных слоев. Европа демонстрирует более динамичное и недавнее движение этого характера, предполагающее более тонкую ледяную корку. Наконец, Ио, самая внутренняя луна, имеет серную поверхность, активный вулканизм и никаких признаков льда. Все эти данные свидетельствуют о том, что чем ближе Луна к Юпитеру, тем горячее ее внутреннее пространство. Текущая модель состоит в том, что спутники испытывают приливный нагрев в результате действия гравитационного поля Юпитера, обратно пропорционального квадрату их расстояния от планеты-гиганта. Во всех случаях, кроме Каллисто, это растопило бы внутренний лед, позволив камню и железу опуститься внутрь, а воде покрыть поверхность. Затем на Ганимеде образовалась толстая и твердая ледяная корка. В более теплой Европе образуется более тонкая, легко разрушаемая корка. На Ио температура настолько сильна, что вся скала растаяла, и вода давно выкипела в космос.

Источник