Спутники и кольца Юпитера

Спутники и кольца Юпитера Ст. преподаватель кафедры теоретической физики ПИ ЮФУ М. Л. Гожа 1

Ио, Европа, Ганимед, Каллисто • В 1610 году Галилео Галилей, наблюдая Юпитер в телескоп, открыл четыре наиболее крупных спутника - Ио (радиус 1821, 6 км), Европу (1560, 8 км) , Ганимед (2631, 2 км) и Каллисто (2410, 3 км) , которые сейчас носят название галилеевых. Они яркие и вращаются по достаточно удалённым от планеты орбитам. 2

Извержения на Ио • Два вулканических извержения на Ио. Одно видно прямо на краю спутника над кальдерой Пиллан. На вставке вверху справа видно увеличенное изображение. Извержение имеет высоту около 140 км. • Второе извержение видно около терминатора. Тень от 75 километрового столба ложится вправо от извержения. 3

Причина вулканизма на Ио • Энергия для разогрева Ио черпается из приливных воздействий второго галилеева спутника, Европы, самого Юпитера и в небольшой степени третьего спутника - Ганимеда. Приливные силы изгибают литосферу Ио и разогревают ее подобно тому, как нагревается изгибаемая проволока. 4

Спутник Юпитера Европа является одним из самых интересных тел в Солнечной системе • Это одно из самых гладких твердых тел в Солнечной системе. На Европе нет возвышенностей более 100 м высотой. Вся ее молодая ледяная поверхность покрыта сетью светлых и темных узких полос огромной протяженности. Темные следы длинной в тысячи километров - • На Европе выявлен сравнительно это следы глобальной системы чистый водной лед. Синий цвет трещин. Ледяная кора довольно указывает на присутствие также и подвижна и неоднократно не льдистого материала. Европа раскалывалась от внутренних имеет очень незначительную напряжений и крупномасштабных атмосферу, в которой замечен тектонических процессов. кислород. 5

Поверхность Европы • На фотографии видна поверхность, изрезанная на отдельные площади хребтами и бороздами, образовавшимися в результате тектонических процессов, природа которых не до конца ещё ясна. На снимке также видны кратеры, возможно ударного происхождения, размером от 100 до 400 м. 6

Ганимед - самый большой спутник в системе Юпитера и вообще в Солнечной системе. По своему диаметру (5260 км) он даже превосходит Меркурий • Цепочка из 13 кратеров образовалась, вероятно, в результате падения кометы, разрушенной гравитационными силами Юпитера. 7

Ганимед • Видно множество различных ударных структур и борозды. Образование светлых лучей кратеров связывают с тем, что на поверхности Ганимеда много льда, который выбрасывается при столкновении с метеоритными телами. Можно наблюдать множество светлых лучей, от огромных (размером около 300 -500 км) до более маленьких. 8

Ганимед • 40% поверхности - древняя мощная ледяная кора с многочисленными метеоритными кратерами. Эта кора была частично разломана и обновлена активными геологическими процессами примерно 3, 5 млрд. лет назад. Те же процессы породили области, покрытые бороздами; они занимают остальные 60% площади Ганимеда. • Ганимед имеет смешанный силикатно-ледяной состав: мантию из водяного льда и каменное ядро. Под слоем льда может существовать 9 вода и в жидком состоянии

Модели внутреннего строения Ио, Европы, Ганимеда • Все галилеевы спутники, кроме Каллисто, имеют металлическое ядро (в основном состоящее из никеля и железа), показанное серым цветом. Все ядра окружены скальной оболочкой (коричневый цвет). Скальная, или кремниевая, оболочка Ио доходит до поверхности, в то время как Ганимед и Европа имеют окружающую оболочку воду в 10 виде льда или жидкости (показаны синим и белым цветами).

Модель внутреннего строения Каллисто • Под тонкой корой находится ледяной слой толщиной около 200 км. Кора Каллисто очень древняя, образовавшаяся около 4 млрд. лет назад, когда Солнечная система была молодой. Ниже ледяного слоя находится океан глубиной более 10 км. Данные, полученные Galileo, позволяют заключить, что этот океан - соленый. Под слоем жидкой воды структура спутника сравнительно однородна (смесь льда и каменистых пород). 11

Каллисто • На снимке - многокольцевой ударный бассейн. Элементами этого образования являются выбросы материала от удара и кольцевые горные структуры, которые образовались под его воздействием. Такой эффект можно наблюдать, когда камень попадает в воду. Это говорит о низкой плотности спутника и о низкой упругости материала, его составляющего. 12

Кольца Юпитера • Кольца возникли в результате столкновения метеоритных тел с небольшими спутниками Юпитера. В результате столкновения большие количества обломков и пыли выбрасываются на орбиту вокруг Юпитера. На фотографии показано затмение Солнца Юпитером так, как оно наблюдалось с космического аппарата Галилей. 13