Actuellement, une part importante des recherches sur la planétologie du système solaire est consacrée aux satellites des planètes géantes. L'intérêt pour eux s'est accru au tournant des années 70 et 80, après que les toutes premières images du vaisseau spatial Voyager ont révélé aux scientifiques l'étonnante diversité et complexité de ces mondes lointains. L'un des objets d'étude prometteurs est le plus grand satellite de Jupiter - Ganymède.
Le système Jupiter en bref
En parlant de satellites, en règle générale, ils ne tiennent pas compte de la différence dans le nombre de petits objets qui composent les systèmes d'anneaux - énormes sur Saturne et beaucoup plus modestes sur Jupiter. Compte tenu de cette considération, la plus grande planète du système solaire a également la suite la plus nombreuse, selon les données modernes.
Le nombre de satellites connus ne cesse d'augmenter. Ainsi, en 2017, on savait que Jupiter avait 67 satellites, dont les plus grands sont comparables aux planètes, etles petits mesurent environ un kilomètre. Début 2019, le nombre de satellites ouverts a déjà atteint 79.
Satellites galiléens
Les quatre plus grands corps, en plus de la planète elle-même, du système de Jupiter ont été découverts en 1610 par Galileo Galilei. En son honneur, ils ont reçu leur nom collectif. Les plus grands satellites de Jupiter portent le nom de la bien-aimée de la divinité suprême du panthéon gréco-romain: Io, Europe, Ganymède et Callisto. Ils sont faciles à voir avec un petit télescope ou des jumelles. Chacun de ces satellites présente un grand intérêt pour les planétologues.
Io - le plus proche de la planète - est remarquable en ce qu'il s'agit de l'objet le plus actif du système solaire. En raison de l'influence des marées de Jupiter, ainsi qu'Europe et Ganymède, plus de quatre cents volcans agissent sur Io. Toute la surface du satellite, dont le diamètre est légèrement supérieur à celui de la Lune, est recouverte d'émissions de soufre et de ses composés.
Europa est le deuxième plus grand satellite, un peu plus petit que la Lune. Il est recouvert d'une croûte glacée traversée de failles et de crevasses. Il y a des signes d'un océan d'eau liquide sous cette croûte. Europa est l'un des meilleurs candidats pour trouver une vie extraterrestre.
La troisième plus grande lune est Ganymède. Ses caractéristiques seront discutées plus en détail ci-dessous.
Callisto est le satellite galiléen le plus éloigné de Jupiter. En diamètre, elle est très proche de la planète Mercure. La surface de Callisto est extrêmement ancienne, caractérisée par un grand nombre de cratères d'impact, ce qui indiquesur l'absence d'activité géologique. Certains modèles de la structure permettent l'existence d'un océan liquide sous la surface de Callisto.
La photo ci-dessous montre les plus grandes lunes de Jupiter par ordre de distance et en comparaison avec la taille de la Terre et de la Lune.
Ganymède: taille et orbite
Le diamètre de Ganymède est de 5268 km, soit près de 400 km de plus que celui de Mercure. Ce n'est pas seulement la plus grande lune de Jupiter, mais aussi la lune la plus grande et la plus massive du système solaire. Ganymède est une fois et demie plus grand et deux fois plus massif que la Lune.
Le satellite se trouve à un peu plus d'un million de kilomètres de Jupiter, se déplaçant sur une orbite presque circulaire, effectuant une révolution complète en 7,15 jours terrestres. La propre rotation de Ganymède se produit en synchronisme avec la révolution autour de la planète, de sorte qu'il se tourne toujours vers Jupiter avec le même hémisphère - tout comme la Lune vers la Terre.
Composition et structure du satellite
En plus des roches et du fer, Ganymède contient une grande quantité d'eau (principalement sous forme de glace) avec un mélange de substances volatiles, comme l'ammoniac. Les données d'analyse spectrale indiquent également la présence de dioxyde de carbone, de composés soufrés et, probablement, de substances organiques sous forme de mélange (appelées tholins) à sa surface.
Le modèle de la structure de Ganymède est basé sur les résultats de l'étude des caractéristiques de sa rotation et de son champ magnétique. On suppose que le satellite se compose des couches prononcées suivantes:
- noyau enrichi en fer;
- manteau intérieur en silicate;
- manteau extérieur principalement glacé;
- océan salé souterrain entrelacé de glace;
- écorce de composition et de structure complexes.
Caractéristiques de surface
Les images du plus gros satellite de la planète Jupiter, obtenues lors des missions Voyager et surtout Galileo, démontrent la diversité et la structure complexe de la surface. Environ un tiers de la superficie de Ganymède est occupée par des zones sombres, apparemment anciennes, avec un grand nombre de cratères. Les zones plus claires sont un peu plus jeunes, car il y a beaucoup moins de formations d'impact. Ils ont un caractère sillonné, couvert de nombreuses fissures et crêtes.
Ces zones légèrement ridées seraient le résultat d'une activité tectonique passée. Probablement, ces processus ont été causés par un certain nombre de facteurs. Premièrement, lors de la différenciation gravitationnelle de l'intérieur du satellite et de la formation de son noyau et d'autres couches, de la chaleur a été libérée et la surface s'est déformée. De plus, il faut tenir compte de l'effet des forces de marée lors de l'instabilité des orbites dans le système primitif de Jupiter.
La plus grande lune de la planète géante a de faibles calottes polaires, que l'on pense être formées par des particules de givre.
La mince atmosphère de Ganymède
Avec l'aide du télescope spatial Hubble, une enveloppe gazeuse extrêmement raréfiée d'oxygène moléculaire a été découverte près de Ganymède. Sa présence est très probablement associée à la dissociationmolécules d'eau dans la glace de surface sous l'influence du rayonnement cosmique. De plus, de l'hydrogène atomique a été détecté dans l'atmosphère de Ganymède.
La concentration de particules dans cette faible atmosphère est de l'ordre de centaines de millions de molécules par centimètre cube. Cela signifie que la pression à la surface de Ganymède peut atteindre des dixièmes de micropascal, soit mille milliards de fois moins que sur Terre.
Champ magnétique et magnétosphère
À la suite de mesures effectuées par la station Galileo, il s'est avéré que le plus grand satellite de Jupiter possède son propre champ magnétique plutôt puissant. La valeur de son induction varie de 720 à 1440 nT (à titre de comparaison, pour la Terre, elle est de 25 à 65 µT, soit en moyenne 40 fois plus). La présence d'un champ magnétique a servi d'argument sérieux en faveur du modèle, selon lequel le noyau de fer de Ganymède, comme celui de notre planète, se différencie en une partie centrale solide et une coquille en fusion.
Le champ magnétique de Ganymède forme la magnétosphère - la région dans laquelle le mouvement des particules chargées obéit à ce champ. Cette région s'étend sur une distance de 2 à 2,5 diamètres de Ganymède. Il interagit de manière complexe avec la magnétosphère de Jupiter et avec son ionosphère extrêmement étendue. Les pôles de Ganymède présentent occasionnellement des aurores.
Sur de nouvelles recherches
Après l'appareil Galileo, les satellites de Jupiter ont été étudiés principalement à l'aide de télescopes. Un certain montantLes images ont également été obtenues lors des survols des stations Cassini et New Horizons. Au début du 21e siècle, plusieurs projets spatiaux spéciaux devaient être réalisés pour étudier ces corps célestes, mais pour un certain nombre de raisons, ils ont été fermés.
Missions désormais prévues telles que EJSM (Europa Jupiter System Mission), impliquant le lancement de plusieurs véhicules pour explorer Io, Europa et Ganymède, Europa Clipper et JUICE (Jupiter Icy Moons Explorer). Dans le programme de ce dernier, une attention particulière est accordée au plus grand satellite de Jupiter.
Lequel de ces projets se réalisera, le temps nous le dira. Si les missions annoncées ont lieu, nous apprendrons beaucoup de choses nouvelles et passionnantes sur les mondes lointains du système Jupiter.
