Ганимед (спутник)

Соотношения величины Луны (сверху), Ганимеда (внизу) и Земли (справа).

Ганимед (Ganymede) — спутник Юпитера.

Общие сведения

Ганимед — крупнейший спутник в Солнечной системе. Его диаметр — 5 268 км, что составляет 41% от диаметра Земли, и на 2% больше, чем у спутника Сатурна Титана (второго по величине спутника), на 8% больше диаметра планеты Меркурий. Его масса — 1,4819·10²³ кг (0,025 массы Земли) — на 10% больше, чем у Титана. Средний радиус — 2 634,1 ± 0,3 км (0,413 радиуса Земли). Площадь поверхности составляет 87 миллионов км² (0,171 площади Земли). Средняя плотность составляет 1,936 г/см³.

Ганимед по-видимому состоит из равных частей скальных пород и воды (преимущественно замёрзшей). Массовая доля льда находится в пределе 46—50%. Во льдах могут присутствовать некоторые летучие газы, например аммиак. Точный состав скальных пород спутника не установлен, однако он, как полагают, близок к составу обыкновенных хондритов групп L и LL, которые отличаются от H-хондритов меньшим полным содержанием железа, меньшим содержанием металлического железа и большим — окиси железа. Соотношение масс железа и кремния на спутнике составляет 1,05—1,27. Альбедо (отражательная характеристика) поверхности спутника примерно равна 43%. Водяной лёд имеется почти на всей поверхности Ганимеда и его массовая доля находится в пределах 50—90%. Кроме льда на поверхности спутника обнаружено наличие углекислого газа CO₂ (количество углекислого газа на обоих полушариях одинаково, однако его нет вблизи полюсов), диоксида серы SO₂, вероятно, циана CN₂, серной кислоты H₂SO₄ и разных органических соединений (например, толинов), а также солей — сульфата магния MgSO₄ и, как считают, сульфата натрия Na₂SO₄, которые могли образоваться в подповерхностном океане Ганимеда.

Внутреннее строение Ганимеда

По расчётам, спутник состоит из 3-х слоёв: расплавленного железного или состоящего из сульфида железа ядра, силикатной мантии и внешнего слоя льда толщиной 900—950 км, что подтверждается малым моментом инерции, который был измерен во время облета Ганимеда «Галилео» — (0,3105 ± 0,0028)×mr² (момент инерции однородного шара = 0,4×mr²). У спутника коэффициент в этой формуле самый низкий среди твёрдых тел Солнечной системы. Наличие расплавленного богатого железом ядра объясняет наличие у Ганимеда магнитного поля (конвекция в расплавленном железе, обладающем высокой электропроводностью создаёт магнитное поле).

Предположительно, радиуса ядра спутника составляет 700—900 км, толщина внешней ледяной мантии — 800—1000 км. Остаток радиуса приходится на силикатную мантию. Предполагаемая плотность ядра — 5,5—6 г/см³, а силикатной мантии — 3,4—3,6 г/см³. Некоторые модели генерирования его магнитного поля предполагают наличие твёрдого ядра из чистого железа внутри жидкого ядра из Fe и FeS, что схоже со структурой земного ядра. Радиус ядра может достигать 500 км. Температура в ядре спутника может составлять 1500—1700 К, а давление — до 10 ГПа.

Подповерхностный океан

Согласно моделированию недр Ганимеда, выполненное в 2014 году сотрудниками Лаборатории реактивного движения NASA, подповерхностный океан спутника по своему строению многослойный: жидкие слои разделены слоями льда разных типов (лёд I, III, V, VI). Число жидких прослоек, вероятно, достигает 4; их солёность с глубиной возрастает.