Полное руководство по галилеевым спутникам Юпитера

20.02.2024
0
12 мин
380
Полное руководство по галилеевым спутникам Юпитера

Приветствую вас, любители космоса!

Галилеевы спутники Юпитера — это четыре его крупнейших спутника Ио (Io), Каллисто (Callisto), Европа (Europa) и Ганимед (Ganymede).

Они известны как спутники Галилея, потому что первое зарегистрированное наблюдение было сделано итальянским астрономом Галилео Галилеем (Galileo Galilei) в 1610 году.

Галилеевы спутники — удивительные миры. Ганимед, например, является крупнейшим спутником Солнечной системы.

Ио — самый вулканически активный мир Солнечной системы, его вулканы были открыты планетологом Линдой Морабито (Linda Morabito) во время миссии «Вояджер».

Тень одного из галилеевых спутников Юпитера Ио проецировалась на Юпитер

Тень луны Ио проецировалась на Юпитер.

Европа — ледяная луна с подземным океаном, скрывающимся под ее замерзшей корой, очень похожая на спутник Сатурна Энцелад (Enceladus).

В результате это одно из лучших мест в Солнечной системе для поиска условий, способных поддерживать жизнь.

Каллисто является третьей по величине луной в Солнечной системе после спутника Сатурна Титана (Titan), и некоторые могут считать ее безжизненным и бесхарактерным членом четырех галилеевых спутников.

Однако есть свидетельства того, что на Каллисто тоже есть подземный океан.

Может ли он стать еще одним претендентом на создание условий для поддержания жизни за пределами Земли?

Изображения спутника Юпитера Ганимеда, сделанные 26 декабря 2019 года, показывают инфракрасную карту его Северного полюса.

Изображения спутника Юпитера Ганимеда, сделанные 26 декабря 2019 года, показывают инфракрасную карту его Северного полюса.

Как образовались галилеевы спутники?

Считается, что крупнейшие спутники Юпитера Ио, Европа, Ганимед и Каллисто, скорее всего, образовались из материала, оставшегося от образования самого Юпитера.

Как и остальные планеты Солнечной системы, Юпитер образовался из диска пыли и газа, окружающего молодое Солнце.

Как только этот газ и пыль конденсировались, образуя Юпитер, оставшийся материал слился и со временем разросся, образовав галилеевы спутники.

Это делает самые большие спутники Юпитера такими же старыми, как и остальная часть Солнечной системы: им около 4,5 миллиардов лет.

Изображение Европы, полученное космическим телескопом «Хаббл», показывает предполагаемые шлейфы водяного пара, извергающиеся на отметке 7 часов.

Изображение Европы, полученное космическим телескопом «Хаббл», показывает предполагаемые шлейфы водяного пара, извергающиеся на отметке 7 часов. Эти шлейфы могут быть свидетельством существования подземного океана под ледяной корой Европы.

Наблюдение галилеевых спутников Юпитера

Галилеевы спутники также являются излюбленной целью астрономов, поскольку их можно наблюдать вокруг Юпитера, если у вас есть достаточно большой телескоп.

Если вы знаете, когда и где смотреть, вы сможете увидеть прохождение лун мимо Юпитера, заметить их тени, отбрасываемые на поверхность газового гиганта, или даже затмение.

Факты о галилеевых спутниках Юпитера

У Юпитера есть как минимум 79 спутников.

За исключением восьми из них, спутники Юпитера представляют собой астероиды или кометы, захваченные сильной гравитацией планеты.

Они крошечные, странной формы, а их орбиты разбросаны вокруг Юпитера на расстоянии миллионов километров.

Астрономы объявили об открытии двенадцати таких спутников в июле 2018 года.

Внутренние спутники (группа Амальтеи) вращаются близко к планете.

Четыре спутника этой группы маленькие и неправильной формы.

Амальтея (Amalthea), самая крупная из них, имеет диаметр менее 250 километров (155 миль).

Эти спутники выбрасывают материал, который становится частью слабых колец Юпитера.

Галилей открыл четыре больших спутника в 1610 году.

Галилеевы спутники слишком тусклые, чтобы их можно было увидеть невооруженным глазом.

Галилей видел их в телескоп, но в ясную ночь их, вероятно, можно было увидеть и в бинокль.

Они выглядят как крошечные точки света по обе стороны от Юпитера.

Не всегда можно увидеть четыре, потому что некоторые могут проходить перед Юпитером или позади него.

Их зовут Ио, Европа, Ганимед и Каллисто, возлюбленные греческого бога Зевса. Юпитер — римское имя Зевса (Zeus).

Галилеевы спутники имеют достаточную массу, чтобы гравитация стянула их вместе, придав им округлую форму.

Что, если вместо того, чтобы вращаться вокруг Юпитера, эти четыре спутника вращались вокруг Солнца?

Ганимед больше Меркурия. Остальные меньше Меркурия, но больше Плутона.

В зависимости от их орбит любая из них могла быть планетой или карликовой планетой.

Галилеевы спутники, как и планеты, имеют внутренние слои.

Земля, например, имеет железное ядро (центр), окруженное мантией и тонким внешним слоем, называемым корой.

У Каллисто нет железного ядра, но у трех других галилеевых спутников оно есть. Все четыре из них имеют несколько слоев.

На Ио есть действующие вулканы.

Ио лишь немного больше нашей Луны и вращается вокруг Юпитера примерно на том же расстоянии, на котором Луна вращается вокруг Земли.

Но они очень разные! На Ио более 400 вулканов.

Ио также облетает Юпитер менее чем за два дня вместо 29 дней, которые наша Луна тратит на оборот вокруг Земли.

Гравитация Юпитера и некоторых других спутников притягивает Ио, так что он растягивается и сжимается.

Это нагревает его внутри — мы называем это приливным нагревом.

Для нас стало большим сюрпризом, когда «Вояджер-1» отправил домой изображение извергающегося вулкана на Ио.

Ио — луна, которая на некоторых фотографиях выглядит как пицца.

Европа покрыта льдом и является одним из самых гладких объектов Солнечной системы.

Европа может быть покрыта льдом, но она также имеет некоторый приливной нагрев.

Она нагрета меньше, чем Ио, но тепла достаточно для глубокого жидкого океана подо льдом.

Ученые считают, что Европа и Ганимед могут быть хорошими местами для поиска жизни.

Ганимед — самый большой спутник Солнечной системы.

Как и Земля, Ганимед имеет жидкое железное ядро и является единственной луной в Солнечной системе с магнитным полем.

Поверхность Земли постоянно меняется из-за воды и погоды, а также потому, что она геологически активна.

Это означает, что у нас есть землетрясения и вулканы, и что земная кора разбита на большие медленно движущиеся плиты.

На Ганимеде ничего из этого нет, поэтому его поверхность состоит из древней породы.

Возраст некоторой части поверхности может составлять четыре миллиарда лет.

Это вдвое превышает средний возраст коры под континентами Земли.

Каллисто практически не имеет внутренней активности, но это самый густо кратерированный спутник Солнечной системы.

Внутренняя часть Каллисто никогда не была очень активной.

Особенности его поверхности возникли в результате ударов.

Самый большой кратер называется Валгалла (Valhalla), его диаметр составляет 360 километров (225 миль).

Хотя поверхность нашей Луны является свидетельством истории внутренней части Солнечной системы, поверхность Каллисто, вероятно, является самой старой в Солнечной системе.

Ио

Мозаика изображений Ио в самом высоком разрешении, сделанных зондом Galileo 3 июля 1999 года.

Мозаика изображений Ио в самом высоком разрешении, сделанных зондом Galileo 3 июля 1999 года.
  • Диаметр: 3660 километров;
  • Масса: 0,015 массы Земли;
  • Орбитальное расстояние: 421 800 километров;
  • Экваториальная окружность: 11 445,5 километров.

Ио — самое вулканически активное тело в Солнечной системе, на котором расположены сотни вулканов, активность которых поддерживается гравитационным взаимодействием между луной, Юпитером и другими спутниками Юпитера — Европой и Ганимедом.

У него очень эллиптическая орбита, а приливные силы, возникающие в результате его взаимодействия с Юпитером, генерируют огромное количество тепла, которое заставляет расплавленную лаву извергаться из вулканов, заполняя ударные кратеры на поверхности.

Магнитное поле Юпитера удаляет материал с поверхности Ио, создавая облако радиации вокруг вулканической луны.

В результате всех этих процессов Ио представляет собой невероятно динамичный мир и, возможно, один из самых странных спутников Солнечной системы.

По словам Линды Морабито, когда ученые «Вояджера» впервые увидели Ио, они описали его как «заплесневелую пиццу».

Европа

На этом снимке Европы видны длинные линейные трещины, пересекающие поверхность ледяной луны.

На этом снимке Европы видны длинные линейные трещины, пересекающие поверхность ледяной луны.
  • Диаметр: 3122 километра;
  • Масса: 0,008 массы Земли;
  • Орбитальное расстояние: 670 900 километров;
  • Экваториальная окружность: 9807 километра.

Самая маленькая из лун, Европа — это ледяной мир, который, как известно, имеет жидкий океан под ледяной корой толщиной 15-25 километров, который может содержать вдвое больше, чем все океаны Земли вместе взятые.

Это делает его многообещающим местом для поиска жизни, и именно этим будут заниматься предстоящие миссии JUICE — JUpiter ICy Moons Explorer — и Europa Clipper.

На изображениях Европы видны длинные линейные трещины и ржавый красно-коричневый материал, который может быть солеными сернистыми соединениями, смешанными с водяным льдом и подвергшимися воздействию радиации.

Его поверхность молода, потенциально ей всего 40 миллионов лет, о чем свидетельствует очень небольшое количество кратеров, которые можно увидеть.

Исследования с использованием космического телескопа «Хаббл» показали, что Европа на самом деле может выбрасывать воду из своего подземного океана в космос, который станет главной целью для будущих миссий по исследованию Европы, точно так же, как космический корабль «Кассини» на спутнике Сатурна Энцеладе.

Ганимед

Вид на Ганимед, самый крупный из галилеевых спутников Юпитера, сделанный космическим кораблем НАСА «Юнона» во время его пролета 7 июня 2021 года.

Вид на Ганимед, самый крупный из галилеевых спутников Юпитера, сделанный космическим кораблем НАСА «Юнона» во время его пролета 7 июня 2021 года.
  • Диаметр: 5268 километров;
  • Масса: 0,025 массы Земли;
  • Орбитальное расстояние: 1 070 400 километров;
  • Экваториальная окружность: 16 532 километра.

Ганимед — настоящий образец.

Это самая большая луна в Солнечной системе и единственная луна, вращающаяся вокруг Солнца и имеющая собственное магнитное поле.

В результате на северном и южном полюсах появляются полярные сияния.

Считается, что он имеет большое скалистое ядро, покрытое слоями льда и воды, что свидетельствует о признаках тектонической активности.

Поверхность Ганимеда, кажется, имеет два типа рельефа: темные участки с кратерами и более светлый рельеф с трещинами и бороздками.

Эти бороздки могут простираться на 700 метров в высоту и могут быть результатом разломов растяжения, или же, возможно, на Ганимеде есть подземный океан, который выбрасывает воду в космос.

Каллисто

Изображение Каллисто, одного из галилеевых спутников Юпитера. Это было единственное полное глобальное цветное изображение луны, полученное космическим кораблем Галилео.

Изображение Каллисто, одного из галилеевых спутников Юпитера. Это было единственное полное глобальное цветное изображение луны, полученное космическим кораблем Галилео. Снимок был сделан в мае 2001 года.
  • Диаметр: 4821 километра;
  • Масса: 0,018 массы Земли;
  • Орбитальное расстояние: 1 882 700 километров;
  • Экваториальная окружность: 15 144 километра.

Каллисто — второй по величине спутник Юпитера и, возможно, темная лошадка галилеевых спутников.

Кажется, что это геологически неактивный, темный, покрытый кратерами мир, но ученые-планетологи полагают, что под его поверхностью может находиться жидкий океан.

Однако это не умаляет того, что происходит на поверхности.

Возраст поверхности Каллисто около 4 миллиардов лет (в результате ее геологической инертности) и считается самой старой и наиболее покрытой кратерами поверхностью в Солнечной системе.

Яркие пятна, покрывающие поверхность Каллисто, вполне могут быть водяным льдом, замерзшим на вершинах его многочисленных кратеров.

Подповерхностный океан Каллисто может взаимодействовать со слоем горных пород глубиной 250 километров, а в экзосфере Луны был обнаружен кислород.

Может ли Каллисто стать ключевым игроком в поисках жизни в Солнечной системе?

Открытие галилеевых спутников

Фреска Джузеппе Бертини (Giuseppe Bertini), изображающая Галилея, показывающего венецианскому дожу, как пользоваться телескопом.

Фреска Джузеппе Бертини (Giuseppe Bertini), изображающая Галилея, показывающего венецианскому дожу, как пользоваться телескопом.

На титульном листе книги Галилея «Sidereus Nuncius» («Звездный вестник») – первой астрономической работы, основанной на наблюдениях в телескоп, опубликованной в 1610 году – автор говорит, что книга знакомит читателя с «великими и чрезвычайно удивительными зрелищами…, наблюдаемыми Галилео Галилеем, флорентийским патрицием из Падуанского университета… на четырех планетах, вращающихся с поразительной скоростью на разных расстояниях и в разные периоды вокруг звезды Юпитер».

«До сегодняшнего дня они никому не были известны, и автор был первым, кто их обнаружил. Он решил назвать их планетами Медичи» (Medicean).

Первоначальное название лун как планет Медичи было сделано в знак признания покровительства, которое он получил от великого герцога Тосканы Козимо II Медичи (Cosimo II de’ Medici, 1590–1621), у которого Галилей служил наставником по математике в 1605 году.

Первой идеей Галилея было назвать недавно открытые спутники «Cosmica Sidera» (Космические звезды) исключительно в честь своего покровителя, но в конечном итоге он выбрал имя, которое чтило всех четырех выживших братьев Медичи: Козимо (Cosimo), Франческо (Francesco), Карло (Carlo) и Лоренцо (Lorenzo).

Вид Юпитера и его спутника Европы, сделанный 25 августа 2020 года космическим телескопом Хаббл.

Вид Юпитера и его спутника Европы, сделанный 25 августа 2020 года космическим телескопом Хаббл.

Галилей также признал, что четыре объекта, которые он наблюдал в свой телескоп, были первыми объектами, когда-либо замеченными на орбите другой планеты, и важность его открытия не ускользнула от него.

Но хотя он, возможно, был первым, кто их назвал, утверждение Галилея о том, что он был первым, кто их увидел, вызвало некоторые сомнения.

Было высказано предположение, что китайский астроном Ган Де (Gan De), который провел некоторые из самых ранних известных систематических наблюдений планет в 4 веке до нашей эры, возможно, видел Ганимед.

Летом 365 года до н. э., изучая Юпитер, Ган Де зафиксировал то, что он описал как «маленькую красноватую звезду» рядом с планетой.

Китайский историк астрономии Си Цзэцзун (Xi Zezong, 1927-2008) предположил, что это могло быть ранним появлением Ганимеда.

Инфракрасное изображение южного полушария спутника Юпитера Ио, сделанное космическим кораблем НАСА «Юнона» 16 декабря 2017 года.

Инфракрасное изображение южного полушария спутника Юпитера Ио, сделанное космическим кораблем НАСА «Юнона» 16 декабря 2017 года.

Теоретически можно увидеть галилеевы спутники невооруженным глазом, но для этого нужны почти идеальные условия и невероятное зрение.

В 1614 году, примерно через четыре года после публикации «Sidereus Nuncius», немецкий астроном Симон Мариус (Simon Marius, 1753-1625) опубликовал свою работу «Mundus Iovialis» (1614), в которой описал планету Юпитер и ее спутники.

Он утверждал, что обнаружил их в декабре 1609 года.

Это означало бы, что Мариус заметил спутники Юпитера задолго до Галилея, который, по словам «Sidereus Nuncius», впервые увидел их 7 января 1610 года.

Однако несомненно то, что Галилей был первым, кто опубликовал то, что он видел.

Именно в этот день Галилей повернул свой телескоп к Юпитеру и заметил то, что он описал как «три маленькие звезды… расположенные рядом с Юпитером – маленькие, но все же очень яркие», а несколько дней спустя отметил присутствие четвертой «маленькой звезды».

Хотя его первой мыслью было, что это «неподвижные звезды», Галилей был достаточно заинтригован тем фактом, что они «расположены точно вдоль прямой линии и параллельно эклиптике», чтобы продолжить свои наблюдения, которые в конечном итоге раскрыли их истинную природу.

Иллюстрация, показывающая Юпитер и его четыре галилеевых спутника: слева направо Ио, Европа, Ганимед, Каллисто.

Иллюстрация, показывающая Юпитер и его четыре галилеевых спутника: слева направо Ио, Европа, Ганимед, Каллисто.

После объявления о появлении спутников в «Sidereus Nuncius», независимая проверка и наблюдения недавно открытых спутников Юпитера поступили из ряда источников.

В их число входили такие выдающиеся наблюдатели, как Иоганн Кеплер (Johannes Kepler) из Праги, английский астроном Томас Харриот (Thomas Harriot) и французский астроном Жозеф Готье де ла Валлетт (Joseph Gaultier de La Vallette).

Независимо от того, кто увидел их первым, мифологические названия, под которыми эти спутники известны сегодня, даны им Мариусом (вдохновленным предложением Иоганна Кеплера).

В 1614 году он писал в «Mundus Iovialis»: «Ио, Европа, мальчик Ганимед и Каллисто очень понравились похотливому Юпитеру».

Однако эти имена не пользовались популярностью до начала 20 века, главным образом потому, что Галилей отказался их использовать.

В то же время галилеевы спутники Юпитера обычно назывались Юпитером I, II, III и IV в зависимости от их близости к Юпитеру.

Пройдет еще несколько столетий, прежде чем следующий спутник Юпитера, Амальтея, будет открыт американским астрономом Эдвардом Эмерсоном Барнардом (Edward Emerson Barnard) с помощью 36-дюймового Большого Ликского рефрактора в Ликской обсерватории 9 сентября 1892 года.

Амальтея является последним спутником планеты, обнаруженным прямым визуальным наблюдением.

Шестой спутник Юпитера, Гималия (Himalia), был обнаружен 3 декабря 1904 года с помощью астрофотографии, как и все его многочисленные впоследствии открытые спутники.

Посмотрите орбиты галилеевых спутников Юпитера

На этой анимации НАСА из Центра космических полетов Годдарда показаны орбиты внутренних спутников Юпитера.

Фотографии галилеевых спутников Юпитера

Ниже представлена подборка изображений Юпитера и его четырех крупнейших спутников, сделанных астрофотографами и читателями журнала «BBC Sky at Night Magazine».

  • Галилеевы спутники Юпитера
  • Галилеевы спутники Юпитера
  • Галилеевы спутники Юпитера
  • Галилеевы спутники Юпитера
  • Галилеевы спутники Юпитера
  • Галилеевы спутники Юпитера
  • Галилеевы спутники Юпитера
  • Галилеевы спутники Юпитера
  • Галилеевы спутники Юпитера
  • Галилеевы спутники Юпитера
  • Галилеевы спутники Юпитера
  • Галилеевы спутники Юпитера
  • Галилеевы спутники Юпитера
  • Галилеевы спутники Юпитера
  • Галилеевы спутники Юпитера
  • Галилеевы спутники Юпитера
  • Галилеевы спутники Юпитера
  • Галилеевы спутники Юпитера
  • Галилеевы спутники Юпитера
  • Галилеевы спутники Юпитера
  • Галилеевы спутники Юпитера
  • Галилеевы спутники Юпитера
  • Галилеевы спутники Юпитера
  • Галилеевы спутники Юпитера
  • Галилеевы спутники Юпитера
  • Галилеевы спутники Юпитера
  • Галилеевы спутники Юпитера
  • Галилеевы спутники Юпитера
  • Галилеевы спутники Юпитера
  • Галилеевы спутники Юпитера
  • Галилеевы спутники Юпитера

Если у вас остались вопросы или вы хотите оставить комментарий по этой статье - напишите его в разделе комментариев ниже.

До скорых встреч! Заходите!

Средний балл: 5