Наука

В настоящее время о спутнике Юпитера Европе известно не так уж много. Самая важная информация об этом объекте Солнечной системы была получена благодаря приближению к нему космических кораблей НАСА "Вояджера 2" в 1979 году и "Галилео" во второй половине 1990-х. Поэтому астрономы начали серьезно подумывать о том, чтобы отправить к объекту новые аппараты в ближайшем будущем.

Несмотря на то, что в прошлом корабли приблизились к спутнику на очень короткое время, ученые смогли разглядеть его покрытую трещинами и льдом поверхность с очевидными признаками существования океана жидкой воды под твердой коркой.

Такая среда делает возможной существование микробных форм жизни , считают ученые. Если когда-нибудь астрономы отправят аппараты-роботы на Европу, им следует провести тщательную подготовку, чтобы понять, что именно нужно взять с собой и что им следует там искать.

Считается, что спутник Юпитера Европа - главный претендент на существование жизни в Солнечной системы, а миссия к этому объекту сможет раскрыть все секреты. Например, ученым еще предстоит выяснить, что за красные полосы и трещины покрывают поверхность объекта, какой химический состав имеет спутник, и есть ли в нем органические молекулы, которые являются строительными блоками для живых организмов?

В первую очередь, считают ученые, миссии на Европу предстоит взять образцы материала на разных глубинах (0,5-2 см и 5-10 см), чтобы можно было сделать выводы о композиции грунта и его химическом составе, а также особенностях солей, органических материалов и так далее.

Второй задачей миссии будет изучение геофизических особенностей Европы , сейсмологии и магнитометрии. Потребуется также проникнуть сквозь корку льда к океану.

К сожалению, пока полет к Европе – всего лишь далеко идущие планы для НАСА, так как в настоящее время колоссальные бюджеты уходят на другие не менее важные миссии.

Всего у Юпитера 67 спутников , однако большинство из них (около 50) очень мелкие – менее 10 километров в диаметре . Число спутников, впрочем, периодически меняется. Большую часть спутников открыли, начиная с 1970-х годов, после того, как к Юпитеру стали приближаться различные космические аппараты.

Большому количеству спутников Юпитер обязан своей гигантской массой , благодаря гравитационной стабильности на орбите планеты может удерживаться такое большое количество объектов, в том числе и сравнительно крупных. У Земли, к примеру, всего один спутник, так как ее гравитационное поле не позволяет удерживать еще один спутник на орбите .

Спутники вращаются вокруг Юпитера с разной скоростью и за разные промежутки времени: от 7 часов до 3 земных лет .

Несмотря на то, что Европа – один из самых крупных спутников Юпитера, он является наименьшим из четырех галилелеевых спутников .

Спутник Европа немного меньше Луны.

Поверхность Европы очень гладкая, она покрыта льдом толщиной около 100 километров , на ней почти нет кратеров, но есть полосы и трещины. Температура у поверхности около минус 150-190 градусов Цельсия . Благодаря корке льда Европа хорошо отражает свет, что делает ее очень яркой. Поверхность спутника сравнительно молодая – от 20 до 180 миллионов лет .

На поверхности Европы имеются своеобразные "веснушки" , более темные пятна, которые образовались благодаря существованию жидкого океана под слоем льда , как считают ученые.

Восход Европы, снятый космическим аппаратом Кассини.

К настоящему времени в Солнечной системе открыто около 180 спутников планет. Развитие астрономии, а также использование для исследования космического пространства межпланетных летательных аппаратов, позволяет фиксировать в нем небесные тела все меньшего размера, поэтому указанная цифра постоянно увеличивается. Более половины обнаруженных сателлитов приходится на спутники Юпитера - самой крупной планеты, вращающейся вокруг Солнца.

На сегодняшний день их количество оценивается цифрой 79, но она достаточно условна и ученые говорят, что фактически их не меньше ста. 50 спутников уже имеют собственные имена - по традиции их называют женскими именами в честь возлюбленных и многочисленных дочерей Юпитера (Зевса). Божества в древние времена особой нравственностью и разборчивостью не отличались, поэтому среди сателлитов Юпитера оказался и Ганимед - прекрасный юноша, понравившийся всемогущему громовержцу и потому похищенный им. Остальные 29 небесных тел, открытые относительно недавно, собственных имен пока не имеют.

Роль спутников Юпитера в развитии астрономии

На снимке слева направо Ганимед, Каллисто, Ио и Европа. Эти спутники входят в число крупнейших в Солнечной системы и могут наблюдаться в небольшой телескоп.

Юпитер стал первой планетой Солнечной системы, у которой были обнаружены сателлиты, если не считать Луну - спутник Земли. Сделал это Галилео Галилей, который в 1610 году с помощью телескопа обнаружил рядом с гигантом маленькие звездочки, которые вели себя необычно по сравнению с другими небесными объектами. Понаблюдав за их перемещениями в течение нескольких дней, он понял, что они вращаются вокруг Юпитера, а значит, являются не самостоятельными планетами, а его спутниками. Так были открыты Ганимед, Европа, Ио и Каллисто.

Измерение скорости света

В XVII веке ученые не имели точного представления о конечности скорости света, поэтому важно было экспериментально узнать, как он распространяется - мгновенно или все-таки нет. Спутники Юпитера смогли помочь решить эту задачу. Если бы световые волны от любых источников распространялись мгновенно, то расположение небесных тел на небе, зафиксированное наблюдателем, полностью бы соответствовало фактическому. Если же это излучение имеет конечную скорость, то реальная картина будет искажена за счет разной удаленности рассматриваемых объектов.

В 1675 году датчанин Оле Ремер, провел расчеты местоположения сателлитов Юпитера для двух случаев: первый - Земля и газовый гигант находятся по одну сторону от Солнца, второй - по разные. Выявив расхождения расчетов и наблюдений, он пришел к правильному выводу, что скорость света имеет конечное значение, но точно вычислить ее не смог по причине отсутствия в тот период времени точных данных по удаленности орбит Земли и Юпитера от Солнца.

Несостоявшаяся звезда

Юпитер, обработанный снимок зонда Вояджер-1

Газовый гигант образовал внутри Солнечной системы свою собственную мини-структуру с многочисленными спутниками самых разных размеров, обращающихся вокруг него. Этот факт, химический состав его атмосферы (водород и гелий), а также поистине внушительные размеры позволяют называть Юпитер несостоявшейся звездой. Однако его массы недостаточно для возникновения термоядерной реакции, а значит, стать ей он так никогда и не сможет. Но будь Юпитер тяжелее на порядок, то в Солнечной системе было бы не одно светило, а целых два, - исследователям Вселенной известны коричневые карлики, имеющие массу примерно в 12-80 раз больше, чем у крупнейшей планеты Солнечной системы, которые относятся к самой легкой «весовой категории» звезд.

Энергия Юпитера

Изучение самой большой планеты Солнечной системы показало, что она излучает энергии примерно в 2,5 раза больше, чем получает извне, что говорит о наличии неких внутренних источников этого явления. Причем излучение Юпитера находится в очень широком диапазоне волн, включая видимый спектр.

Общепризнанное объяснение этого факта пока не найдено. Предполагается, что источниками энергии могут служить процессы фазового перехода металлического водорода в молекулярную фазу. Также большинство исследователей сходятся во мнении, что ядро планеты разогрето за счет внутреннего сжатия и имеет температуру, по разным источникам, от 20 000°С до 30 000°С.

Классификация спутников Юпитера

Если планета имеет много спутников, то в целях удобства их принято делить на три основные группы: главные, внутренние и внешние. Под главными спутниками понимаются наиболее крупные сателлиты, которых у Юпитера четыре: Ганимед, Европа, Ио и Каллисто. Их также часто называют «галилеевы», в честь открывшего их итальянского ученого-астронома. Области пространства вокруг центральной планеты подразделяются по отношению к орбитам главных спутников на внутреннюю и внешнюю области. В зависимости от того, в какой из этих частей пространства находится любой другой сателлит, он имеет название: «внутренний» или «внешний».

Внутренние спутники значительно меньше галилеевых и вращаются по орбитам в 1,8-3,1 радиуса Юпитера, то есть очень близко к его условной поверхности.

Главные сателлиты располагаются несколько дальше, занимая кольцо шириной 20 радиусов планеты, при этом самый близкий из них - Ио - находится в шести радиусах от центра вращения. Внутренние и главные небесные тела, составляющие свиту Юпитера, вращаются в экваториальной плоскости.

Внешние спутники размещаются на расстоянии 2-50 млн. км от центра планеты. Их габариты в основной массе оцениваются в несколько километров, но есть несколько относительно крупных (самый большой - 170 км). Эти небесные тела обычно имеют неправильную форму, эллиптические орбиты и различные наклоны к плоскости экватора.

Часть из них вращается в сторону противоположную вращению планеты и остальных спутников. Расчетным путем можно определить область гравитационного притяжения любого тела (так называемую сферу Хилла), которая для Юпитера составляет около 50 млн. км. Это и есть возможная граница для поиска спутников.

Внутренних сателлитов у Юпитера четыре и все они расположены внутри орбиты Ио - самого близкого к планете галилеева спутника.

Называются они Адрастея, Амальтея, Метида и Фива. Самый крупный из них - Амальтея - имеет неправильную форму, сильно изрыт кратерами и по своим размерам (270х165х150 км) занимает пятое место в системе Юпитера. Фива примерно в два раза меньше (116x98x84 км) и по форме напоминает эллипсоид. Остальные два спутника - Адрастея и Метида - имеют габариты 25x20x15 км и 60x40x34 км соответственно.

Все четыре малых планеты относятся к категории регулярных, т. е. вращаются в том же направлении, что и главные спутники, а их орбиты расположены в экваториальной плоскости и близки к круговой.

Двигаясь почти на одном расстоянии от Юпитера, Метида и Адрастея опережают его вращение вокруг собственной оси, что приводит к возникновению приливных сил, неумолимо приближающих их к поверхности планеты. Поэтому очень высока вероятность, что в итоге они упадут на нее.

Амальтея

Амальтея

Наибольший интерес из указанных спутников вызывает Амальтея, открытая в 1892 году Эдуардом Барнардом. Темно-красный цвет ее поверхности не имеет аналогов в Солнечной системе. Последние исследования позволили предположить, что состоит она в основном изо льда с включениями минералов и серосодержащих веществ.

Такие выводы позволяет сделать низкая плотность небесного тела (900 кг/м3;) и данные анализа его излучения. Но такая гипотеза не объясняет цвет спутника. Если же ее принять за основу, то можно говорить о внеюпитерианском происхождении этого тела, так как поблизости от поверхности Юпитера ледяной сателлит образоваться не мог.

Внешние спутники

Внешние спутники, а в настоящее время их насчитывается 59, отличаются существенно большим разбросом параметров и характеристик, чем у главных и внутренних. Все они обращаются по эллиптическим орбитам, имеющим большой угол наклона к плоскости экватора. Все внешние спутники, которые удалось наблюдать пролетающим мимо космическим аппаратам, визуально напоминают бесформенные глыбы с изъеденной странствиями поверхностью.

Классифицировать их можно по значениям большой полуоси и углу наклона вращения к плоскости экватора Юпитера, а также его направлению. Часть сателлитов движется по очень близким орбитам и, видимо, является кусками более крупного небесного тела, разрушившегося в результате столкновения с другим космическим объектом. Ближе к планете находятся спутники, вращающиеся в том же направлении, что и главные.

Нерегулярные спутники

Далее расположены спутники с обратным движением. Их подразделяют на группы: Ананке, Карме, Гималии и Пасифе. В каждом из указанных семейств выделяется одно крупное (размер - более 14 км) и ряд мелких (менее 4 км) тел.

Схожесть траекторий движения, скорей всего, говорит об общем происхождении спутников одной группы, что дополнительно подтверждается анализом их скоростей, которые между собой отличаются несущественно. Ряд спутников пока не классифицирован и ждет своих исследователей.

Изучение небесных тел, обращающихся на далеких внешних орбитах Юпитера, интересно тем, что они претерпели мало изменений с момента образования и поэтому несут в себе информацию о природе Солнечной системы.

Вероятнее всего, часть из них свободно летела в космическом пространстве из других областей галактики и была захвачена гравитационным полем гигантской планеты. Поэтому анализ их химического состава позволит узнать больше не только о Юпитере и его спутниках, но и о строении Вселенной в целом.

Главные (галилеевы) спутники

Полумесяцы планет и крупнейших спутников Солнечной системы

Главные спутники Юпитера образовались одновременно с ним и имеют орбиты, близкие к круговым. Вращаются они в плоскости экватора на расстоянии от 420 тыс. км до почти 2 млн. км от центра ядра планеты. В системе газового гиганта таких спутников четыре. Их имена в порядке удаления от планеты - Ио, Европа, Ганимед и Каллисто. Плотность строения указанных сателлитов зависит от удаленности от планеты. Чем ближе спутник находится к Юпитеру, тем больший удельный вес имеет материал, из которого он состоит. Так у Ио плотность равна 3530 кг/м3, а у Каллисто - 1830 кг/м3. Все эти небесные тела, как и Луна по отношению к Земле, всегда обращены к своей планете одной стороной.

Все спутники Юпитера минимум в полтора больше Луны, а Ганимед - самый крупный сателлит Солнечной системы превышает размеры ее наименьшей планеты - Меркурия на 8% (по диаметру). Правда из-за низкой плотности (1936 кг/м3;) он уступает этой планете в массе более чем в два раза. Ученые считают, что раньше главных спутников было больше, и все они образовались из одного газопылевого облака. Впоследствии часть из них под действием гравитационных сил упала на поверхность Юпитера, и осталось всего четыре, наблюдаемые ныне.

Некоторые особенности галилеевых спутников

Пристальное и длительное изучение астрономами многих стран, а также несколько межпланетных космических миссий, передавших свои наблюдения на Землю, позволили получить очень много интересных данных о главных спутниках Юпитера.

Ио

Ио - самое вулканически активное небесное тело Солнечной системы. Близость массивного Юпитера приводит к разлому поверхности сателлита и активизации выбросов серы, придающей ему оранжево-желтую окраску. Скорей всего, его поверхность состоит из смеси льда и горных пород.

Европа

Европа полностью покрыта коркой водяного льда, под которой может скрываться жидкий океан, объем которого превышает запасы воды на Земле более чем в два раза. Причем на фотографических изображениях поверхность спутника имеет сетчатую структуру, что позволяет говорить о наличии разломов, трещин и проталин. Предполагается, что вода имеется также на Ганимеде и Каллисто. На Европе может быть в два раза больше воды, чем на Земле. Опять же, гравитация планеты, как считается, разогревает недра и согревает ее.

Ганимед — самый крупный спутник, больше чем планета Меркурий. Он единственный в Солнечной системе, у которого имеется собственное магнитное поле.

Каллисто — четвертый спутник, имеет одну из самых густо кратерированых поверхностей. В отличие от других, поверхность Каллисто, очень древняя, с ударными кратерами, ее возраст-миллиарды лет.

Самый большой спутник в солнечной системе - Как был открыт спутник Ганимед - Атмосфера и магнитосфера Ганимеда - Размеры, ландшафт и состав поверхности Ганимеда - Перспективы колонизации спутника Юпитера

Спутник Юпитера Ганимед — крупнейший спутник не только у этой планеты, но и во всей Солнечной системы. Он настолько велик, что по размерам превышает планету , а также единственный из планетарных спутников может похвастаться наличием магнитосферы и, пускай слабенькой, но всё же кислородной атмосферой!

Ганимед — самый большой спутник Юпитера

Как был открыт спутник Ганимед

«Официально» Ганимед был открыл Галилео Галилеем 7 января 1610 года, причем открыт чисто случайно — наблюдая , астроном обратил внимание на четыре маленькие «звезды» рядом с ним, и, заметив их сдвиг на следующую ночь, сделал верное предположение, что перед ним никакие не звезды, а луны Юпитера. Галилей не стал заморачиваться с названиями и окрестил все вновь открытые небесные тела (Каллисто, Европу, Ио, Ганимед) по-простому: Юпитер 1, 2, 3 и 4.

Ганимед в этом списке фигурировал как «Юпитер 3» .

Однако тут на сцену вышел немецкий астроном Симон Марий , утверждавший, что спутники Юпитера он наблюдал ещё в 1609 году, и заранее придумал дать им куда более звучные и интересные имена. Так и появилось название Ганимед — в греческих мифах это имя носил сын троянского царя Троса , поднятый Зевсом (Юпитером) на небо и включенным в свою свиту.

Впрочем, в широкое употребление это название вошло только в 20-м веке.

Размеры, ландшафт и состав поверхности Ганимеда

Ганимед — крупнейшая луна в Солнечной системе, имеющая диаметр 5268 километров и рекордную для спутников планет массу 1.4619 х 1023 (2 наших Луны). Судя по характеристикам плотности вещества составляющего его массу, Ганимед состоит из примерно равных долей скальных пород и водяного льда. На полюсах есть ледяные шапки из водяного льда.

Оборот вокруг Юпитера Ганимед совершает за 7 дней и 3 часа, а среднее расстояние от Юпитера для этого спутника составляет 1 070 400 километров.

Внутри спутник обладает жидким железным ядром, силикатной мантией и оболочкой из льда. Ядро имеет радиус 500 км, а его температура составляет 1500-1700 К с давлением в 10 Па.

Мантия представлена хондритами и железом. Внешняя ледяная корка Ганимеда имеет толщину до 800 км, с большой вероятностью можно утверждать, что под поверхностью этого спутника Юпитера расположен жидкий океан.

На поверхности спутника различаются две ярко выраженные разновидности рельефа. Первая это древние участки покрытые кратерами (темные) занимающие 1/3 поверхности, вторая — молодые территории с хребтами и «оврагами» (светлые).

Молодой ландшафт сформирован тектоникой, но, разумеется другого характера, нежели на Земле. Причиной образования горных хребтов и пропастей на Ганимеде являются криовулканизм (извержение ледяных вулканов) и приливный нагрев.

Обилие кратеров на «древних» плоских участках планеты относят к периоду 3.5-4 млрд. лет назад, когда Ганимед подвергся мощной астероидной атаке.

Ландшафт Ганимеда довольно причудлив, тут и там его пересекают широкие полосы, будто бы по ним прошел гигантский каток. На самом деле — это области сжатия-растяжения поверхности

Атмосфера и магнитосфера Ганимеда

Как уже отмечалось, именно у Ганимеда есть то, чем могут похвастаться далеко не все планеты Солнечной системы — сильно разряженная, но все-таки кислородная атмосфера. Кислород в ней появляется благодаря присутствию на поверхности спутника залежей водяного льда, под действием ультрафиолетового излучения разлагающегося на водород и кислород. Более того, так как в составе атмосферы Ганимеда обнаружен и озон, скорее всего можно говорить о присутствии у спутника также и ионосферы.

Наличие атмосферы (вернее присутствие в ней атомарного водорода) приводит к эффекту аэрографа – слабому световому излучению появляющемуся у полюсов планеты.

Тем не менее, хотя словосочетание «кислородная атмосфера» звучит очень красиво и наводит на мысли о колонизации и внеземном разуме, стоит помнить о том, что давление атмосферы Ганимеда составляет всего 0,1 Па, то есть ничтожная часть земного.

Ещё более интересная особенность этой юпитерианской луны — магнитосфера. Да, Ганимед располагает магнитосферой, величина стабильного магнитного момента которой достигает – 1.3 х 10 3 Т · м 3 (т.е. в 3 раза выше чем у Меркурия). Сила магнитного поля достигает 719 Тесла, а диаметр магнитосферы достигает 13156 км. Замкнутые полевые линии находятся ниже 30° широты, где захватываются заряженные частички и формируют радиационный пояс. Среди ионов наиболее распространенными выступает одиночный ионизированный кислород.

При соприкосновении магнитосферы Ганимеда и плазмой Юпитера, наблюдается ситуация очень похожая на контакт солнечного ветра и земной магнитосферы. Тем не менее, следует признать — магнитное поле спутника слишком слабое и не в состоянии удержать потоки радиации испускаемые Юпитером, так что окажись мы на поверхности Ганимеда, не смотря на наличие магнитосферы, нам бы не поздоровилось.

Строение самой большой луны Юпитера — Ганимеда

Исследование Ганимеда в наше время и перспективы колонизации спутника Юпитера

В новейшее время к Юпитеру отправлялось несколько исследовательских зондов, поэтому у нас есть достаточно подробные данные не только о планете-гиганте, но и о её спутниках.

Космические аппараты «Пионер-10» (1973 г.) и «Пионер-11» (1974 г.) дали нам представления о физических характеристиках лун Юпитера, «Вояджер 1» и «Вояджер 2» (1979 г.) снабдили фотографиями и «атмосферными пробами», но эти аппараты, скорее задавали вопросы…

Ответы начал давать зонд «Галилео», изучавший Ганимед в период с 1996-2000 г. Именно ему удалось обнаружить магнитное поле, внутренний океан и предоставить множество спектральных снимков. А в 2007 году мы получили не только спектры, но и топографическую карту этого спутника, сделанную зондом «Новые горизонты».

На данный момент всё ещё осталась масса нерешенные вопросов относительно спутников Юпитера, их пригодности для колонизации и потенциала наличия жизни. Однако на новые экспедиции пока нет денег ни у НАСА, ни у Роскосмоса, ни у Евросоюза.

Впрочем, возможно в ближайшем будущем все изменится.

Слова про колонизацию Ганимеда — не просто слова. Дело в том, что этот спутник, при всех недостатках (удаленность, радиация и т.п.) имеет немало плюсов как «промежуточная база» на пути в «дальний космос». Запасы воды, кое-какой магнитный щит, гравитация позволяющая тратить меньше энергии на взлет — все это делает Ганимед не самым плохим кандидатом, во всяком случае стартовые условия этот спутник Юпитера предлагает лучшие, чем тот же или наша .

Юпитер – планета уникальная по многим параметрам. Если бы он был всего в 3-4 раза больше, то имел бы все шансы стать звездой. Но для этого ему не хватило массы, и Юпитер остался просто газовым гигантом. Но даже так он более чем в 2,5 раза превосходит все остальные планеты вместе взятые.

Ещё один интересный момент – это спутники. На данный момент обнаружено 67 штук. Самый крупный спутник Юпитера заодно является самым большим с Солнечной системе, но кроме него у газового гиганта есть и более мелкие, метеориты, случайно притянутые атмосферой. Первые 4 открыл ещё Галилей, а за ним только очень ленивый или невезучий астроном не обнаруживал что-нибудь ещё. Кстати, поиск не окончен до сих пор, ведь теоретически у этой планеты может быть до 100 спутников. Но по-настоящему крупных среди них не так много, о них мы сегодня и поговорим. Интересно и другое: все спутники этой планеты так или иначе связаны с богом грома и молнии – Зевсом. И за каждом стоит своя история, как правило – амурная.

Довольно живописная поверхность

Рассказывая об этом спутнике Юпитера, не один раз придется употребить слово «единственный»:

• Это единственный спутник Юпитера, который носит мужское имя. Ганимед был виночерпием богов и, по одной из версий, его любовником. Все остальные спутники Юпитера – женщины.
• Ганимед – единственный из всех спутников Солнечной системы, который имеет собственную магнитосферу и даже небольшую атмосферу с кислородом, правда, очень разряженную и тонкую.
• Ганимед – не только крупнейший спутник Юпитера, но и самый большой во всей Солнечной системе. Он больше Луны и даже больше Меркурия. Его диаметр составляет 5268 километр.

А ещё на Ганимеде есть жидкая вода. Правда, она скрыта толщей льда, укрывающей её от космического холода. Но это не мешает учены фантазировать о подводных цивилизациях. Даже если они состоят из пары видов микробов, это будет величайшим открытием и резко повысит наши шансы встретить братьев по разуму.

Второй по размеру спутник Юпитера несколько уступает Ганимеду по диаметру, но совсем немного. У Каллисто он составляет 4820 километров, что меньше диаметра Ганимеда, но больше чем у нашей Луны. Каллисто – второй из галилеевых спутников, открытых им в далеком 1610 году.

Большая, ледяная и вся в кратерах

Интересно и его название. Каллисто была девушкой из свиты богини-охотницы Артемиды, поклявшейся хранить девственность. Но когда Зевс увидел её, то влюбился и принял облик Артемиды, чтобы переспать с Каллисто. Узнав об этом, ревнивая Гера (интересно, почему же ревнивая?) превратила её в медведицу, Зевс же поместил свою возлюбленную на небо в виде созвездия Большой Медведицы.

Зато теперь спутник Каллисто – один из наиболее интересных. В нем есть подземные озера и моря, насыщенные разнообразными химическими элементами. А удаленность от Юпитера обеспечила ему очень низкий уровень радиацию. Именно поэтому Каллисто рассматривают в числе наиболее вероятных претендентов на создание внеземной исследовательской базы, с которой можно было бы исследовать другие планеты и спутники Солнечной системы.

Ио

По традиции, имя третьего по размеру спутника Юпитера (и четвертого Солнечной системы), было выбрано из связанных с Зевсом персонажей. Ио была жрицей Геры, супруги Зевса. После ночи их любви злая Гера превратила соперницу в корову и послала овода гнать её. Спасая любовницу от мучений, Зевс превратил её в созвездие тельца. По другой версии она добежала до моря, названного Ионическим, позже переправилась в Египет, где смогла принять свой облик.

Если в Солнечной системе и есть ад, то, скорее всего, он находится на Ио. Атмосфера состоит из диоксида серы, сера же составляет и большую часть её почвы. На этом спутнике, диаметром в 3630 километров, находятся более 400 постоянно действующих активных вулканов. Лава и вулканический пепел, состоящие в основном из различных соединений серы, постоянно меняют облик этого спутника.

Очередная пассия любвеобильного Зевса, Европа попалась ему на глаза, когда она с подругами играла на берегу моря. Зевс превратился в белого быка и похитил её. С ней на спине он переплыл море и высадился на Крите. Там все самое интересно и случилось. Одним из детей Европы был печально знаменитый Минотавр.

Все самое интересное – подо льдом

Но это лишь миф. Сегодня же Европа – один из самых любимых спутников всех астрономов, ведь именно он имеет больше всего шансов не развитие внеземной жизни, пусть даже и микроскопической.

Это ему обеспечивает подводный океан, глубина которого может более чем вдвое превышать наш. Дополнительный плюс – постоянное сжатие и растяжение, от попадания в гравитационное поле Юпитера. Это «подогревает» спутник, находящийся слишком далеко от Солнца. Поэтому там темно, но все же довольно тепло для существования жидкой воды.

Европа – один из крупнейших спутников Юпитера, она же замыкает четверку обнаруженных Галилеем. В масштабах Солнечной системы она тоже попала в престижную пятерку, пусть и последним номером. А ещё она чаще всего упоминается в самых разных фантастических фильмах и книгах как потенциальная обитаемая планета.

Если вы подумали, что Амальтея – это ещё одна любовница Зевса, вы не угадали. Это коза, которая выкормила его, когда он был младенцем. Позже, Зевс натянул её шкуру на свой щит, Эгиду, а из одного из рогов сделал Рог изобилия (хорошая благодарность). В общем, легендарная была коза.

Амальтея, в отличие от других спутников, не имеет правильной сферической формы. Фактически, это сильно испещренный кратерами кусок камня. У него даже нельзя определить средний диаметр, ведь в каждом измерении он отличается. В большинстве случаев её размеры обозначают как 262 на 146 на 134 километров.

Гималия

Ганимед, Каллисто, Ио и Европа – крупнейшие из спутников Юпитера. Остальные и открыты были позже, и размеры имеют менее впечатляющие. Так диаметр Гималии составляет около 183 километров.

Она названа именем ничем непримечательной нимфы, одной из многочисленных любовниц Зевса. Зато спутник – более чем примечательный. Во-первых, он один из самых крупных нерегулярных спутников, что уже выделяет его из общего списка.

А ещё Гималия – крупнейший спутник так называемой «группы Гималии», в которую входят кроме неё ещё три: Леда, Лиситея и Элара. Они движутся по близким орбитам и, скорее всего, имеют общее происхождение.

Перечислять большие спутники Юпитера можно ещё очень и очень долго, ведь их более полусотни. Но о самых крупных мы уже рассказали, а значит, на этом можно ставить точку.

Юпитер по праву можно назвать самой «весомой» планетой Солнечной системы, ведь если сложить вместе все остальные планеты, включая нашу Землю, то их общая масса будет в 2,5 раза меньше, чем у этого гиганта. Юпитер обладает очень мощным радиационным излучением, уровень которого в Солнечной системе превышает только Солнце.

Всем известны кольца Сатурна, однако и у Юпитера тоже есть масса спутников. К настоящему времени ученым точно известно 67 таких спутников, из которых 63 хорошо изучены, однако предполагается, что спутников у Юпитера не менее сотни, причем большинство из них были открыты в последние десятилетия. Судите сами: в конце 70-х годов 20 века было зарегистрировано всего 13 спутников, а в дальнейшем наземные телескопы нового поколения позволили обнаружить еще более 50.

У большинства спутников Юпитера диаметр небольшой – от 2 до 4 км. Астрономы подразделяют их на галилеевы, внутренние и внешние.

Галилеевы спутники

Самые крупные спутники Юпитера: Ио, Европа, Ганимед и Каллисто были открыты Галилео Галилеем в 1610 году, в честь него они и получили свое название. Их образование произошло уже после формирования планеты, из того газа и пыли, которые ее окружали.

Ио

Ио получила свое имя в честь возлюбленной Зевса, поэтому правильнее было бы говорить о ней в женском роде. Она является пятым по счёту спутником Юпитера и представляет собой самое активное в вулканическом отношении тело Солнечной системы. Возраст Ио примерно такой же, как у самого Юпитера, — 4,5 миллиарда лет. Как и наша Луна, Ио всегда повернута к Юпитеру лишь одной стороной, а ее диаметр ненамного превышает лунный (3642 км против 3474 км у Луны). Расстояние от Юпитера до Ио 350 тыс. км. По величине она занимает четвертое место среди спутников в Солнечной системе.

На спутниках планет, да и на самих планетах Солнечной системы крайне редко наблюдается вулканическая активность. В настоящее время в Солнечной системе известно лишь четыре космических тела, где она проявляется. Это Земля, спутник Нептуна Тритон, спутник Сатурна Энцелад и Ио, которая в этой четверке является безусловным лидером с точки зрения вулканической активности.

Масштаб извержений на Ио таков, что его хорошо видно из космоса. Достаточно сказать, что серная магма из вулканов извергается на высоту до 300 км (таких вулканов обнаружено уже 12), а гигантские лавовые потоки покрыли всю поверхность спутника, причем самых разнообразных расцветок. Да и в атмосфере Ио преобладает диоксид серы, что обусловлено высокой вулканической активностью.

Реальная картинка!

Анимация извержения в патерах Тваштара, составленная из пяти снимков, сделанных космическим аппаратом «Новые горизонты» в 2007 году.

Ио находится довольно близко к Юпитеру (по космическим меркам, конечно) и постоянно испытывает на себе массированное воздействие его гравитации. Именно гравитацией объясняется огромное трение внутри Ио, вызванная приливными силами, а также постоянное деформирование спутника, разогрев его недр и поверхности. На некоторых частях спутника температура достигает 300°C. Наряду с Юпитером, на Ио воздействуют силы притяжения от двух других спутников - Ганимеда и Европы, которая в основном и вызывает дополнительный разогрев Ио.

Извержение вулкана Пеле на Ио, снятое космическим аппаратом «Вояджер-2».

В отличие от вулканов на Земле, которые большую часть времени «спят» и извергаются лишь достаточно короткий отрезок времени, на раскаленной Ио вулканическая деятельность не прерывается, и образуются своеобразные реки и озера из вытекающей расплавленной магмы. Самое крупное известное на сегодня расплавленное озеро имеет диаметр 20 км, и в нём находится остров, состоящий из застывшей серы.

Однако взаимодействие планеты и ее спутника не является односторонним. Хотя Юпитер благодаря своим мощным магнитным поясам ежесекундно забирает у Ио до 1000 кг вещества, что практически в два раза усиливает его магнитосферу. Вследствие движения Ио сквозь его магнитосферу вырабатывается настолько мощное электричество, что в верхних слоях атмосферы планеты бушуют сильнейшие грозы.

Европа

Европа получила свое название в честь другой возлюбленной Зевса – дочери финикийского царя, которую он похитил в образе быка. Этот спутник — шестой по удалённости от Юпитера, и примерно такого же возраста, как и он, то есть 4,5 миллиарда лет. Однако поверхность Европы намного моложе (около 100 миллионов лет), поэтому на ней практически отсутствуют метеоритные кратеры, которые возникали в период формирования Юпитера и его спутников. Таких кратеров диаметром от 10 до 30 км удалось обнаружить всего пять.

Орбитальное расстояние Европы от Юпитера составляет 670 900 км. Диаметр Европы меньше, чем у Ио и у Луны, — всего 3100 км, и она так же повернута к своей планете всегда одной стороной.

Максимальная температура поверхности на экваторе Европы составляет минус 160°C, а на полюсах – минус 220°C. Хотя всю поверхность спутника покрывает слой льда, ученые считают, что он скрывает жидкий океан. Более того, исследователи полагают, что в этом океане существуют некие формы жизни благодаря термальным источникам, находящимся рядом с подземными вулканами, то есть так же, как на Земле. По количеству воды Европа опережает Землю в два раза.

Две модели структуры Европы

Поверхность Европы испещрена трещинами. Наиболее распространенная гипотеза объясняет это воздействием приливных сил на берегу океана под поверхностью. Вполне вероятно, что подъем воды подо льдом выше обычного происходит при приближении спутника к Юпитеру. Если это соответствует действительности, то появление трещин на поверхности как раз и вызвано постоянными подъемами и снижениями уровня воды.

По мнению ряда ученых, иногда происходит прорыв поверхности водными массами, наподобие лавы при извержении вулкана, а потом эти массы замерзают. В пользу этой гипотезы свидетельствуют айсберги, которые можно видеть на поверхности спутника.

Вообще поверхность Европы не имеет возвышенностей высотой более 100 м, поэтому она считается одним из самых гладких тел в Солнечной системе. Разреженная атмосфера Европы содержит в основном молекулярный кислород. По-видимому, это объясняется разложением льда на водород и кислород под воздействием солнечной радиации, а также другого жёсткого излучения. В результате молекулярный водород с поверхности Европы быстро улетучивается благодаря своей легкости и слабости гравитации на Европе.

Ганимед

Спутник получил свое название в честь прекрасного юноши, которого Зевс перенес на Олимп и сделал виночерпием на пирах богов. Ганимед является самым крупным спутником в Солнечной системе. Его диаметр составляет 5268 км. Если бы его орбита проходила не вокруг Юпитера, а вокруг Солнца, он бы считался планетой. Расстояние между Ганимедом и Юпитером составляет около 1070 миллионов км. Это единственный спутник в Солнечной системе, у которого имеется собственная магнитосфера.

Около 60% спутника занято странными полосами льда, ставшими следствием активных геологических процессов, протекавших 3,5 миллиарда лет назад, а 40% представляют собой древнюю мощную ледяную кору, покрытую множеством кратеров.

Возможное внутреннее строение Ганимеда

Ядро и силикатная мантия Ганимеда выделяют тепло, которое делает возможным существование подземного океана. По предположениям ученых, он находится под поверхностью на глубине 200 км, в то время как на Европе большой океан расположен ближе к поверхности.

Зато тонкий слой атмосферы Ганимеда, состоящей из кислорода, похож на обнаруженную на Европе атмосферу. По сравнению с другими спутниками Юпитера плоские кратеры на Ганимеде практически не образуют возвышенности и не имеют впадины в центре, как у кратеров на Луне. По-видимому, это связано с медленным, постепенным движением мягкой ледяной поверхности.

Каллисто

Спутник Каллисто получил свое название в честь еще одной возлюбленной Зевса. С диаметром 4820 км это третий по величине спутник в Солнечной системе, причем это составляет примерно 99% диаметра Меркурия, в то время как масса спутника втрое меньше, чем у этой планеты.

Возраст Каллисто, как у самого Юпитера и других галилеевых спутников, также около 4,5 миллиардов лет, однако расстояние его до Юпитера по сравнению с другими спутниками существенно больше, почти 1,9 миллионов километров. Благодаря этому жёсткое радиационное поле газового гиганта не оказывает на него воздействия.

Поверхность Каллисто является одной из самых древних поверхностей в Солнечной системе - ей около 4 миллиардов лет. Всю ее покрывают кратеры, так что со временем каждый метеорит обязательно падал в уже имеющийся кратер. На Каллисто отсутствует бурная тектоническая деятельность, поверхность ее после формирования не разогревается, поэтому она сохранила свой древний вид.

По мнению многих ученых, Каллисто покрывает мощный ледяной слой, под которым находится океан, а в центре спутника содержатся горные породы и железо. Его разреженная атмосфера состоит из диоксида углерода.

Особого внимания на Каллисто заслуживает кратер Вальхалла общим диаметром около 3800 км. Его составляет яркий центральный регион диаметром 360 км, окруженный гребенчатыми концентрическими кольцами радиусом до 1900 километров. Вся это картина напоминает круги на воде от брошенного в нее камня, только в этом случае роль «камня» сыграл крупный астероид размером 10-20 км. Вальхалла считается самым крупным в Солнечной системе образованием вокруг ударного кратера, хотя сам кратер занимает по размеру лишь 13-е место.

Вальхалла - ударный бассейн на спутнике Каллисто

Как уже сказано, Каллисто находится за пределами жёсткого радиационного поля Юпитера, поэтому она рассматривается как наиболее пригодный объект (после Луны и Марса) для сооружения космической базы. Лед может служить источником воды, а с самой Каллисто будет удобно исследовать другой спутник Юпитера – Европу.

Для полета на Каллисто потребуется от 2 до 5 лет. Первую пилотируемую миссию планируется отправить не раньше 2040 года, хотя полет может начаться и позже.

Модель внутреннего строения Каллисто

Показаны: ледяная кора, возможный водный океан и ядро из камней и льдов.

Внутренние спутники Юпитера

Внутренние спутники Юпитера названы так из-за своих орбит, которые проходят очень близко от планеты и находятся внутри орбиты Ио, которая является самым близким к Юпитеру галилеевым спутником. Внутренних спутников четыре: Метида, Амальтея, Адрастея и Фива.

Амальтея, 3D модель

Слабая система колец Юпитера пополняется и поддерживается не только внутренними спутниками, но и небольшими внутренними лунами, которые пока еще невидимы. Основное кольцо Юпитера поддерживается Метидой и Адрастеей, а Амальтее и Фиве приходится поддерживать свои собственные слабые внешние кольца.

Из всех внутренних спутников наибольший интерес вызывает Амальтея с ее темно-красной поверхностью. Дело в том, что в Солнечной системе этому нет аналогов. Существует гипотеза, что такая окраска поверхности объясняется включениями в лед минералов и серосодержащих веществ, однако это не проясняет причину подобного цвета. Более вероятно, что захват Юпитером этого спутника произошел извне, как это регулярно происходит с кометами.

Внешние спутники Юпитера

Внешнюю группу составляют маленькие спутники с диаметром от 1 до 170 км, которые движутся по вытянутым орбитам с сильным наклоном к экватору Юпитера. На сегодняшний день известно 59 таких внешних спутников. В отличие от внутренних спутников, движение которых по собственным орбитам осуществляется в сторону вращения Юпитера, большинство внешних спутников движутся по своим орбитам в обратном направлении.

Орбиты спутников Юпитера

Поскольку у некоторых малых спутников орбиты почти одинаковы, предполагается, что они являются остатками спутников более крупного размера, разрушенных силой тяготения Юпитера. На снимках, полученных с пролетавших мимо космических аппаратов, они выглядят как бесформенные глыбы. Очевидно, гравитационное поле Юпитера захватило некоторые из них в процессе их свободного полета в космосе.

Кольца Юпитера

Наряду со спутниками Юпитер имеет и собственную систему, как и другие газовые гиганты в Солнечной системе: Сатурн, Уран и Нептун. Кольца Сатурна, открытые Галилеем в 1610 году, выглядят гораздо эффектнее и заметнее, так как состоят из блестящего льда, у Юпитера же это всего лишь незначительная пыльная структура. Именно этим объясняется их позднее обнаружение, когда в 1970-х годах системы Юпитера впервые достиг космический корабль.

Изображение Главного кольца, полученное Галилео при прямо-рассеянном свете

Кольцевую систему Юпитера образуют четыре основных компонента:

Гало - толстый тор из частиц, напоминающий по внешнему виду пончик или диск с отверстием;

Главное кольцо, очень тонкое и довольно яркое;

Два внешних кольца, широких, но слабых, получивших название «паутинные кольца».

Гало и Главное кольцо состоят главным образом из пыли с Метиды, Адрастеи и, вероятно, ещё нескольких более мелких спутников. Гало имеет в ширину примерно от 20 до 40 тыс. км, хотя основная составляющая его масса находится не далее нескольких сот километров от плоскости кольца. Форма гало, согласно распространенной гипотезе, обусловлена воздействием электромагнитных сил внутри магнитосферы Юпитера на частицы пыли кольца.

Паутинные кольца очень тонкие и прозрачные, как паутина, получили название по материалу формирующих их спутников Юпитера, Амальтеи и Фивы. Внешние же края Главного кольца очерчены спутниками Адрастея и Метис.

Кольца Юпитера и внутренние спутники