5. В фантастической литературе
- На Ганимеде происходит действие романа Роберта Хайнлайна «Небесный фермер» (1950). Земляне в условиях перенаселения сочли рентабельным изменить скорость вращения Ганимеда, и растопив льды, покрывающие планету, создали кислородную атмосферу низкого давления и так называемую «тепловую ловушку», позволяющую обеспечить на планете земные климатические условия и жизнь под открытым небом.
- Ганимед наряду с Землей одно из основных мест действия романа Роберта Сильверберга «Пришельцы с Земли» (1958). На Ганимеде обнаружены разумные миролюбивые аборигены (ганниты). Частная корпорация для захвата залежей радиоактивных руд силами специалиста по формированию общественного мнения пытается осуществить инсценировку нападения ганнитов на земную колонию и уничтожения ее для оправдания введения войск на эту планету с последующей очисткой планеты от ее коренных обитателей.
1. История открытия и названия
Сравнение размеров Ганимеда, Луны и Земли
Ганимед был открыт Галилео Галилеем в 1610 году с помощью его первого в истории телескопа. На открытие спутника претендовал также немецкий астроном Симон Мариус, который наблюдал Ганимед в 1609 году, и вовремя не опубликовал данные об этом.
Название «Ганимед» было предложено именно Мариусом в 1614 году, однако в течение долгого времени оно практически не использовалось. Галилей присвоил четырём открытым им спутникам порядковые номера и Ганимед обозначался как «третий спутник Юпитера». Лишь с середины XX века название «Ганимед» стало общеупотребительным.
Ганимед назван по имени персонажа древнегреческой мифологии (Ганимед, виночерпий богов).
Большое красное пятно Юпитера
Большое Красное Пятно расположено в 22° к югу от экватора Юпитера. Некоторые учёные предполагают, что шторм мог существовать более трёх с половиной веков.
Впервые Большое Красное Пятно увидели в 17 веке, когда люди начали пользоваться телескопами. Однако неизвестно, является ли это тем же красным пятном, которое мы видим сегодня, или на Юпитере было много таких штормов, которые появлялись и исчезали.
Красное пятно вращается против часовой стрелки, и для его полного оборота требуется шесть земных дней. Еще одна загадка красного пятна: что делает его красным? У ученых есть несколько теорий, например, наличие красных органических соединений.
Миссии на Юпитер
С 1973 года девять космических миссий посетили Юпитер. Мы расскажем о самых интересных.
Первым космическим аппаратом, изучавшим Юпитер, стал “Пионер-10”, который предоставил сотни фотографий планеты. В 1974 “Пионер-11” подлетел к Юпитеру в три раза ближе своего предшественника.
В 1979 году знаменитые “Вояджеры” открыли систему колец Юпитера и сделали множество фотографий облаков и вихрей на поверхности планеты. Благодаря этим снимкам ученые поняли, что загадочное Большое красное пятно является гигантским вихрем. Более того, “Вояджер-1” и “Вояджер-2” обнаружили десятки вулканов на спутнике Юпитера Ио — это были первые активные вулканы, найденные на другом космическом объекте.
Космический аппарат “Галилео” стал первым аппаратом вышедшим на орбиту Юпитера; он прибыл на планету в 1995 году. В рамках миссии “Галилео”, помимо всего прочего, была исследована атмосфера Юпитера, его магнитное поле, и подробно изучены его спутники. Затем, несколько лет спустя, в 2000 году, космический аппарат Кассини, который направлялся к Сатурну, сделал одни из лучших фотографий Юпитера.
Вторым научным зондом, который вышел на орбиту Юпитера, стала “Юнона”. Она находится там с 2016 года и будет исследовать планету до сентября 2025 или до выхода аппарата из строя.
Основные физические характеристики
Спутник Ганимед включает в себя три основных слоя:
- Сфера металлического железа в центре (ядро, которое способно генерировать магнитное поле)
- Скальная оболочка (мантия)
- Сферическая ледяная оболочка.
Внешняя оболочка имеет внушительную глубину, которая может достигать 800 км. Поверхность верхней части называется ледяным панцирем, так как это в основном лед. Кроме него, оболочка может содержать некоторые смешанные породы. Магнитное поле у такого небесного тела, как спутник Ганимед, имеет замкнутую систему внутри массивной магнитосферы Юпитера. В 1996 году астрономы с помощью космического телескопа «Хаббл» обнаружили доказательства наличия тонкой кислородной атмосферы, недостаточной, чтобы поддерживать жизнь.
Орбита и вращение Юпитера
Каждой планете Солнечной системы требуется определенное время, чтобы совершить один оборот вокруг Солнца и один оборот вокруг своей оси. Поскольку мы живем на Земле, мы берем земные сутки (24 часа) и земной год (365,25 дней) в качестве временного стандарта. Теперь давайте посмотрим, насколько продолжительность дней и лет на Юпитере отличается от земной.
Сколько длится один день на Юпитере?
Юпитер не только самая большая планета, но еще и самая быстрая — он быстрее других планет совершает один оборот вокруг своей оси. Одни сутки на этой планете длятся меньше десяти часов: точное время варьируется от 9 часов 56 минут на полюсах до 9 часов 50 минут на экваторе. Дело в том, что Юпитер — это газовый гигант, поэтому он не может двигаться так же, как планеты с твердой сферой. Вместо этого он вращается немного быстрее в районе полюсов, что приводит к разнице в продолжительности дня.
Сколько длится один год на Юпитере?
Один юпитерианский год длится 11,8618 земного года или 4 332,59 земного дня. Если сравнивать с другими планетами, то орбитальный период Сатурна составляет около 29 земных лет, а маленький Меркурий совершает один оборот вокруг Солнца за 88 земных дней.
Сколько спутников у Юпитера?
Несмотря на то, что в настоящее время у Юпитера существует целая свита из почти 80 спутников разных форм и размеров, самыми известными лунами планеты-гиганта считаются Ганимед, Каллисто, Ио и Европа. Каждый из этих спутников по-настоящему уникален. Так, Ганимед считается самой большой луной в Солнечной системе, Каллисто и Европа содержат в себе подледные океаны, а Ио считается самым взрывоопасным местом среди всех планет и спутников нашей звездной системы.
Живописная Ио — самый взрывоопасный объект Солнечной системы
75 остальных спутников Юпитера, среди которых затесались и 5 новых членов огромной юпитерианской семьи, больше похожи не на полноценные спутники, а на захваченные планетой астероиды, которые пытались попасть во внутреннюю часть Солнечной системы, но так и не смогли это сделать из-за огромного притяжения Юпитера. Среди малых спутников планеты чаще всего выделяются Амальтея, Адрастея и Метида, которые, хотя и имеют весьма неправильную форму, выделяются на фоне остальных своими несколько большими размерами.
Примерное изображение спутника Юпитера Амальтеи, названной в честь древнегреческой козы, вскормившей своим молоком младенца Юпитера-Зевса
Факты о Ганимеде — объяснение для детей
- Возраст: 4.5 миллиардов лет (как и Юпитер).
- Расстояние: Это седьмая луна и третья в галилейской группе. Удалена на 1070 км от планеты и тратит примерно 7 дней на орбиту.
- Размер: Средний радиус – 2631.2 км. Превосходит Меркурий по размеру, но занимает лишь половину его массы из-за низкой плотности.
- Температура: Днем достигает -171°C, а ночью опускается до -193°C. С помощью космического телескопа Хаббл в 1996 году ученым удалось найти признаки наличия тонкой кислородной атмосферы. Но ее недостаточно, чтобы поддерживать жизнь.
- Магнитосфера: Дети должны запомнить, что это единственная луна, у которой есть своя магнитосфера. Обычно это кометная область, в которой захватываются и отклоняются заряженные частицы. Но у Ганимеда она полностью встроена в магнитосферу Юпитера.
Исследование Ганимеда
Юпитер целенаправленно изучали межпланетные станции НАСА. Первые снимки были получены благодаря экспедиции «Пионер-10» (декабрь 1973 года), а также «Пионер-11» (1974 г.). Стали известными более подробные сведения о геофизических характеристиках, его размерах и плотности. В 1979 году мимо спутника-гиганта прошли космические аппараты «Вояджер 1, 2». В результате были сделаны более качественные фотоснимки, а также проведены различные дополнительные измерения. Например, был подтвержден тот факт, что Ганимед — это самый габаритный спутник в Солнечной системе, хотя ранее этот громкий титул принадлежал другому гиганту, спутнику Сатурна Титану.
Ганимед действительно является одним из выдающихся объектов в пространстве Юпитера. Он выделяется из общей космической массы не только своими размерами, огромный интерес для астрофизиков и исследователей представляют геофизические характеристики: магнитное поле, рельеф, внутреннее строение. Чего только стоит тот, факт, что на спутнике потенциально возможна жизнь. Для исследования Юпитера и его спутников в июне 2022 года будет запущен спецально оборудованный космический аппарат с 11-летней миссией. Межпланетный корабль уже находится в процессе разработки.
Особенности спутника Ганимед
Помимо,
того, что это самый крупный спутник в нашей Солнечной системе, он также
обладает и другими особенностями:
- Наличие магнитосферы. Она слабая, ее
диаметр составляет 13156 км. Она создается в ядре, которое состоит из железа.
При излучении материнской планетой потоков радиации, магнитное поле луны не в
силах его сдержать. - Ганимед наблюдали еще в 365 году до
н.э. Китайский астроном Ган Дэ оставил записи, в которых он описывал луну на
орбите газового гиганта. По описанию, небесное тело напоминает третье светило в
галилейской группе. - Температура воздуха здесь колеблется
от -121° до -203. - По размерам, он чуть меньше Марса.
Строение и оболочки Ганимеда
Из показателя плотности (1,9 г/см3) видно, что спутник почти наполовину состоит из воды и льда (другая половина — силикатная).
Его отражательная способность слабее альбедо Ио и Европы (40% против 70%).
Поэтому он теплее: средняя температура на поверхности 140К.
Ганимед — полностью дифференцированное тело с жидким ядром, богатым
железом
(поэтому он в Солнечной системе единственный спутник, обладающий собственной магнитосферой).
Подземный океан на Ганимеде, по-видимому, существует между слоями льда под поверхностью,
уходящей вглубь примерно на 200 км (а то и на 500) .
Наши наблюдения показали, что благодаря большому количеству солей вода в этом гигантском океане
, — говорит астроном NASA Сет Шостак.
не превращается в лед, а может оставаться в жидком состоянии.
В результате получается такая картина: слои льда чередуются со слоями жидкой воды,
которая иногда опускается на дно и вступает в контакт со скальными породами.
Мы считаем, все это создает необходимые условия для зарождения жизни
У Ганимеда есть тонкая атмосфера (аммиак, углекислый газ, вода, кислород, метан,
а также озон, атомарные водород и кислород; давление в 10 Па),
однако она настолько тонкая , что не может поддерживать жизнь.
Так же имеется ионосфера.
Спутники Юпитера
Юпитер и его многочисленные спутники напоминают миниатюрную Солнечную систему и представляют особый интерес для ученых по всему миру.
Сколько спутников у Юпитера?
У Юпитера 79 спутников: 53 из них уже имеют собственных названия. Большинство спутников достаточно маленькие, около 60 из них не превышают 10 км в диаметре. Количество обнаруженных спутников постоянных растет: в 2003 году астрономы открыли 23 новых спутника, а затем, в 2018, еще 12. На 2021 год Юпитер проигрывает Сатурну по количеству спутников; согласно данным НАСА, у Сатурна их 82.
Галилеевы спутники Юпитера
Четыре крупнейших спутника Юпитера — Ио, Европа, Ганимед и Каллисто. Их также называют Галлиеевыми спутниками в честь их первооткрывателя.
Самый крупный спутник, Ганимед, превосходит размерами Меркурий и является самым большим спутником Солнечной системы. У него даже есть собственное магнитное поле! Другой спутник Юпитера, Европа — один из главных претендентов на обитаемость. Ученые считают, что под его ледяной поверхностью скрыты огромные запасы воды, которые в два раза превышают количество воды на Земле. Ио, в свою очередь, самое геологически активное тело Солнечной системы — на его поверхности насчитывают десятки вулканов.
Каллисто, диаметр которого составляет 99% диаметра Меркурия — третий по величине спутник в Солнечной системе. На первый взгляд он может показаться не таким интересным, как три других спутника. Однако, в 90-х годах прошлого века космический аппарат “Галилео” обнаружил, что под поверхностью Каллисто может находиться океан с соленой водой.
Метида, 60×40×34 км
Спутник Юпитера Метида отличается красным цветом своей поверхности и несимметричной формой. Открыт спутник в 1979 году, благодаря космическому кораблю Вояджер и учёному Стивену Синноту. Второе название спутника звучит как Метис.
Малоизученность небесного тела связана с тем, что он подходит на опасно близкое расстояние к Юпитеру, что делает подлет к нему опасной и невыполнимой миссией. Пересекаясь с главным кольцом Юпитера, Метида пробивает в нём проход себе, расплачиваясь за это своими осколками, что составляют основу этого самого кольца.
Учёные склонны считать, что столкновение Юпитера с этим спутником неизбежно из-за его траектории и скорости движения.
Самая большая планета
Наряду с Сатурном, Ураном и Нептуном, Юпитер считается планетой-гигантом (их еще называют планетами Юпитерианской группы. Когда наши предки называли Юпитер в честь царя всех богов, они даже не подозревали о размерах этой планеты и о том, насколько Юпитеру действительно подходит это название.
Размер Юпитера
Юпитер является самой большой планетой в Солнечной системе — его радиус равен 69 911 км, а масса более, чем в два раза превышает общую массу всех остальных планет Солнечной системы. Для сравнения, радиус второй по величине планеты — Сатурна — составляет 58 232 км.
Во сколько раз Юпитер больше Земли?
Чтобы легче понять размеры Юпитера, представьте, что внутрь этой огромной планеты могло бы поместиться около 1 300 земных сфер. Вот еще одно сравнение: если бы газовый гигант был размером с баскетбольный мяч, то наша Земля была бы величиной с виноградину.
Спутники Юпитера
На данный момент у Юпитера насчитывается 79 спутников (ещё их называют лунами). Из них 53 уже имеют названия и ещё 26 ожидают официального подтверждения.
Некоторые из них:
- Ганимед (самый большой спутник в Солнечной системе, один из 4-х Галилеевых спутников)
- Ио (самый близкий к планете из 4-х Галилеевых спутников)
- Каллисто (2-ой по размеру, один из 4-х Галилеевых спутников)
- Европа (самый небольшой из 4-х Галилеевых спутников)
- Дия (нерегулярный спутник)
Кроме спутников у этой планеты есть и система слабых колец, которая состоит в основном из пыли.
Почему у Юпитера столько спутников?
Газовые гиганты, такие как Юпитер, настолько огромны, что могут привлекать больше спутников (существует связь между массой объекта и силой его гравитационного поля). Таким образом у Юпитера очень много спутников из-за очень сильного гравитационного поля и магнитосферы.
Ещё одна причина — большая отдалённость от Солнца. Газовые гиганты (Юпитер) громадные, но звёзды (Солнце) ещё больше и их гравитационные поля сильнее. Если бы Солнце подошло к Юпитеру очень близко, то могло бы «украсть» спутники этого газового гиганта (и чем дальше от Солнца, тем слабее его гравитационное притяжение). Эта огромная планета находится очень далеко от Солнца и таким образом избегает «кражи» спутников.
Атмосфера, поверхность и строение Юпитера
Атмосфера
Газовый гигант почти полностью состоит из:
- водорода (около 90% атмосферы)
- гелия (около 10%)
- небольших следов других газов (аммиак, сера, метан, водяной пар)
Облака, которые видны на фотографиях состоят из аммиака, а под ними ещё находятся и другие — водяные облака.
Красочные полосы и завитки Юпитера формируются посредством холодных ветреных облаков из аммиака и воды — они плавают в атмосфере водорода и гелия. На протяжении более 200 лет интенсивность цвета и ширина полос видоизменялись, но эти ветры остались прежними.
Большое Красное Пятно — самый большой атмосферный вихрь Солнечной системы, размером больше Земли и ему не менее 300 лет. Разные цвета (красный, оранжевый и др.) появляются в результате химических реакций, которые вызваны такими процессами как молния.
Поверхность
У Юпитера нет твёрдой поверхности, на которую можно приземлиться. Ещё на поверхности Юпитера действует очень сильная гравитация. Сила тяжести Юпитера в 2,5 раза больше силы тяжести Земли (если ваш вес на Земле 100 кг, то на Юпитере будет 250 кг).
На самом деле, конечно твёрдой поверхности нет, поэтому если вы попытаетесь на неё встать, то «утонете» в планете.
Строение
Атмосфера Юпитера состоит в основном из водорода и гелия. Вглубь атмосферы давление и температура повышаются, таким образом газообразный водород превращается в жидкость. Так Юпитер имеет самый большой океан в Солнечной системе — океан не из воды, а из водорода.
Возможно на полпути к центру планеты давление становится очень высоким, делая жидкость электропроводящей подобно металлу. Также учёные считают, что быстрое вращение планеты вызывает электрические токи в этой области, и именно это создаёт его мощное магнитное поле.
До сих пор неизвестно, имеет ли Юпитер ядро в центре из твёрдого материала или жидкого, но учёные считают, что его температура может доходить до +50 000 °C.
Узнайте также про Планеты Солнечной системы, Сатурн и Экзопланеты.
Титан
Крупнейший спутник Сатурна, Титан, является единственным, кроме Земли, телом в Солнечной системе, у которого доказано стабильное существование жидкости на поверхности. Жидкость на Титане представляет собой смесь жидких углеводородов, а также подповерхностный океан, который, предположительно, обладает экстремально высокой солёностью.
Несмотря на низкую температуру, которая составляет минус 170—180 °C, Титан сравнивают с Землёй на ранних стадиях её развития. В связи с этим учёные не исключают, что на спутнике возможно существование простейших форм жизни, в особенности, в подземных водоёмах.
Слева — мультиспектральный снимок Титана, справа — ландшафт Титана в месте посадки зонда «Гюйгенс»
Поверхность Ганимеда
|
Быстрые изменения температуры поверхности в ходе затмений показывают, Они усеяны кратерами диаметром в несколько десятков километров. Также на Ганимеде имеется огромная система хребтов, возможно, связанная с древним бассейном ударного происхождения. |
|
Самым примечательным свойством поверхности Ганимеда являются пучки длинных (обязательно параллельных) полос, Эти уникальные образования удовлетворительно объяснить не удается. |
Что это за вставки коры на Ганимеде?
Путешествие на галилеевы спутники Юпитера (продолжение).
Состав и поверхностные характеристики
Спутник планеты Юпитер Ганимед при средней плотности 1,936 г/см3, скорее всего, состоит из равных частей скалистого материала и водяного льда. Спектральные и ультрафиолетовые исследования также показали наличие диоксида углерода, серы и, возможно, циана, сульфата водорода и различных органических соединений. Более поздние данные показали присутствие таких солей, как сульфат магния и, возможно, сульфат натрия, который мог возникнуть из подземного океана. Спутник планеты Юпитер имеет твердое внутреннее ядро радиусом в 50 км, мантию и сферическую оболочку. Мантия состоит из силикатных материалов, скорее всего хондритов и железа. Внешняя оболочка — это лед и скалы.
Какие еще можно поведать про спутник Ганимед интересные факты? Ученые считают, что где-то в толщах льда располагается замерзший океан. Его присутствие было подтверждено показаниями, принятыми орбитальными аппаратами и посредством изучения того, как ведут себя полярные сияния. Темные участки поверхности включают в себя около одной трети поверхности из-за содержания во льду глины и органических материалов. Хотя кратеры являются более распространенными в темных областях, они встречаются практически везде. Спутник Ганимед, характеристики поверхности которого связаны с древним кратерообразованием, имеет диаметр 5268 километров.
Как далеко находится Юпитер?
Юпитер — пятая планета от Солнца: их разделяют Меркурий, Венера, Земля и Марс. Кроме того, между орбитами Марса и Юпитера расположен пояс астероидов.
Расстояние от Юпитера до Солнца
Газовый гигант находится на расстоянии 5,2 а.е. от Солнца или 778 млн км. Для сравнения, Меркурий, ближайшая к Солнцу планета, находится от него на расстоянии в 0,4 а.е., что примерно равно 58 млн км. Если вы вдруг забыли, то напоминаем: одна астрономическая единица (а.е.) равна расстоянию между Солнцем и Землей.
Расстояние от Юпитера до Земли
По мере того как планеты перемещаются по своим орбитам, расстояние между ними постоянно меняется. При максимальном приближении к Земле, Юпитер находится от нас на расстоянии 588 млн км, а во время наибольшего удаления дистанция составляет 989 млн км.
Сколько нужно времени, чтобы добраться до Юпитера?
Если вы планируете пролететь мимо планеты и не задерживаться на ней, то, в среднем, вам потребуется 550-650 дней. У “Вояджера-1”, например, ушло 546 дней, а “Вояджер-2” добрался до Юпитера за 688 дней. Однако, если вы планируете попасть на орбиту, то вам понадобится гораздо больше времени — чтобы не пролететь мимо, космическому аппарату необходимо замедлиться. Так “Галилео”, аппарат НАСА, потратил 2 242 дня, чтобы долететь до газового гиганта.
