Attualmente una parte significativa della ricerca sulla planetologia del sistema solare è dedicata ai satelliti dei pianeti giganti. L'interesse per loro crebbe a cavallo tra gli anni Settanta e Ottanta, dopo che le prime immagini della navicella spaziale Voyager hanno rivelato agli scienziati la sorprendente diversità e complessità di questi mondi remoti. Uno dei promettenti oggetti di studio è il più grande satellite di Giove - Ganimede.
Sistema Giove in breve
Parlando di satelliti, di norma, non tengono conto della differenza nel numero di piccoli oggetti che compongono i sistemi ad anello: enormi su Saturno e molto più modesti su Giove. Data questa considerazione, il pianeta più grande del sistema solare ha anche il seguito più numeroso, secondo i dati moderni.
Il numero di satelliti conosciuti è in costante aumento. Quindi, nel 2017, si sapeva che Giove ha 67 satelliti, il più grande dei quali è paragonabile ai pianeti, equelli piccoli misurano circa un chilometro. All'inizio del 2019, il numero di satelliti aperti ha già raggiunto 79.
Satelliti galileiani
I quattro corpi più grandi, oltre al pianeta stesso, nel sistema di Giove furono scoperti nel 1610 da Galileo Galilei. In onore di lui, hanno ricevuto il loro nome collettivo. I più grandi satelliti di Giove prendono il nome dall'amato della divinità suprema del pantheon greco-romano: Io, Europa, Ganimede e Callisto. Sono facili da vedere con un piccolo telescopio o un binocolo. Ognuno di questi satelliti è di grande interesse per gli scienziati planetari.
Io - il più vicino al pianeta - è notevole in quanto è l'oggetto più attivo del sistema solare. A causa dell'influenza delle maree di Giove, così come di Europa e Ganimede, più di quattrocento vulcani agiscono su Io. L'intera superficie del satellite, leggermente più grande del diametro della Luna, è ricoperta di emissioni di zolfo e dei suoi composti.
Europa è il secondo satellite più grande, leggermente più piccolo della Luna. È ricoperto da una crosta ghiacciata attraversata da faglie e crepe. Ci sono segni di un oceano di acqua liquida sotto questa crosta. Europa è uno dei migliori candidati per trovare la vita extraterrestre.
La terza luna più grande è Ganimede. Le sue caratteristiche saranno discusse più dettagliatamente di seguito.
Callisto è il satellite galileiano più lontano da Giove. Di diametro, è molto vicino al pianeta Mercurio. La superficie di Callisto è estremamente antica, caratterizzata da un numero enorme di crateri da impatto, che indicasull'assenza di attività geologica. Alcuni modelli della struttura consentono l'esistenza di un oceano liquido sotto la superficie di Callisto.
La foto sotto mostra le più grandi lune di Giove in ordine di distanza da essa e rispetto alle dimensioni della Terra e della Luna.
Ganimede: dimensioni e orbita
Il diametro di Ganimede è 5268 km, che è quasi 400 km in più di quello di Mercurio. Non è solo la luna più grande di Giove, ma anche la luna più grande e massiccia del sistema solare. Ganimede è una volta e mezzo più grande e due volte più massiccio della Luna.
Il satellite è a poco più di un milione di chilometri da Giove, si muove in un'orbita quasi circolare, compiendo una rivoluzione completa in 7,15 giorni terrestri. La rotazione di Ganimede avviene in sincronismo con la rivoluzione attorno al pianeta, così che si gira sempre verso Giove con lo stesso emisfero, proprio come la Luna verso la Terra.
Composizione e struttura del satellite
Oltre a rocce e ferro, Ganimede contiene una grande quantità di acqua (principalmente sotto forma di ghiaccio) con una miscela di sostanze volatili, come l'ammoniaca. I dati dell'analisi spettrale indicano anche la presenza sulla sua superficie di anidride carbonica, composti solforati e, probabilmente, sostanze organiche sotto forma di un miscuglio (cd tholins).
Il modello della struttura di Ganimede si basa sui risultati dello studio delle caratteristiche della sua rotazione e del suo campo magnetico. Si presume che il satellite sia composto dai seguenti strati pronunciati:
- nucleo arricchito di ferro;
- mantello interno in silicato;
- mantello esterno prevalentemente ghiacciato;
- Oceano salato sotterraneo intercalato con ghiaccio;
- corteccia di composizione e struttura complesse.
Caratteristiche della superficie
Le immagini del più grande satellite del pianeta Giove, ottenute durante le missioni Voyager e soprattutto Galileo, dimostrano la diversità e la complessa struttura della superficie. Circa un terzo dell'area di Ganimede è occupato da aree scure, apparentemente antiche, con un gran numero di crateri. Le aree più chiare sono un po' più giovani, poiché vi sono significativamente meno formazioni d'impatto. Hanno un carattere solcato, ricoperto da molte crepe e creste.
Si ritiene che queste aree leggere e rugose siano il risultato di una passata attività tettonica. Probabilmente, questi processi sono stati causati da una serie di fattori. In primo luogo, durante la differenziazione gravitazionale dell'interno del satellite e la formazione del suo nucleo e di altri strati, il calore è stato rilasciato e la superficie si è deformata. Inoltre, si dovrebbe prendere in considerazione l'effetto delle forze di marea durante l'instabilità delle orbite nel primo sistema di Giove.
La luna più grande del pianeta gigante ha deboli calotte polari, che si ritiene siano formate da particelle di gelo d'acqua.
La sottile atmosfera di Ganimede
Con l'aiuto del telescopio spaziale Hubble, un involucro gassoso estremamente rarefatto di ossigeno molecolare è stato scoperto vicino a Ganimede. La sua presenza è molto probabilmente associata alla dissociazionemolecole d'acqua nel ghiaccio superficiale sotto l'influenza della radiazione cosmica. Inoltre, nell'atmosfera di Ganimede è stato rilevato idrogeno atomico.
La concentrazione di particelle in questa debole atmosfera è dell'ordine di centinaia di milioni di molecole per centimetro cubo. Ciò significa che la pressione sulla superficie di Ganimede può essere decimi di micropascal, che è un trilione di volte inferiore a quella sulla Terra.
Campo magnetico e magnetosfera
A seguito delle misurazioni effettuate dalla stazione Galileo, si è scoperto che il più grande satellite di Giove ha un proprio campo magnetico piuttosto forte. Il valore della sua induzione varia da 720 a 1440 nT (per confronto, per la Terra è 25–65 µT, cioè, in media, 40 volte di più). La presenza di un campo magnetico è servita da serio argomento a favore del modello, secondo il quale il nucleo di ferro di Ganimede, come quello del nostro pianeta, è differenziato in una parte centrale solida e in un guscio fuso.
Il campo magnetico di Ganimede forma la magnetosfera, la regione all'interno della quale il movimento delle particelle cariche obbedisce a questo campo. Questa regione si estende per una distanza da 2 a 2,5 diametri Ganimede. Interagisce in modo complesso con la magnetosfera di Giove e con la sua ionosfera estremamente estesa. I poli di Ganimede mostrano occasionalmente delle aurore.
Su ulteriori ricerche
Dopo l'apparato di Galileo, i satelliti di Giove furono studiati principalmente attraverso i telescopi. Una certa quantitàLe immagini sono state ottenute anche durante i flyby delle stazioni Cassini e New Horizons. All'inizio del 21° secolo, avrebbero dovuto essere realizzati diversi progetti spaziali speciali per studiare questi corpi celesti, ma per una serie di motivi furono chiusi.
Missioni ora pianificate come EJSM (Europa Jupiter System Mission), che prevedono il lancio di diversi veicoli per esplorare Io, Europa e Ganimede, Europa Clipper e JUICE (Jupiter Icy Moons Explorer). Nel programma di quest'ultimo, particolare attenzione è rivolta al più grande satellite di Giove.
Quale di questi progetti si avvererà, il tempo lo dirà. Se le missioni annunciate avranno luogo, impareremo molte cose nuove ed eccitanti sui mondi lontani nel sistema di Giove.
