Объяснена загадка отличия Каллисто от Ганимеда

Ганимед (второй слева), полная карта которого была составлена не так давно, в отличие от Каллисто (первый слева) обладает более чётким разделением слоёв камня (чёрный цвет) и чистого льда (светло-голубой) (иллюстрация Amy C. Barr et al./SwRI).

С тех пор как 30 лет назад были получены снимки с зонда Voyager, учёный мир терялся в догадках, почему строение этих родственных лун так разнится. Теперь специалисты Юго-западного исследовательского института (SwRI) в Техасе готовы ответить.

Спутники Юпитера, Ганимед и Каллисто — очень близки по размерам и даже химическому составу, но при этом заметно отличаются по внешности и внутренним слоям.

Как сообщают учёные в пресс-релизе института, созданная ими компьютерная модель, учитывающая плавление льда в результате кометных бомбардировок и воспроизводящая формирование ядра, показала – эволюционные пути Ганимеда и Каллисто разошлись примерно 3,8 миллиарда лет назад, в эпоху так называемой поздней тяжёлой бомбардировки (Late Heavy Bombardment).

Структура двух лун, сложившаяся в процессе эволюции Ганимеда (верхний ряд) и Каллисто (нижний ряд). В левой колонке показана плотность на поверхности (г/см3) в зависимости от широты и долготы, в правой – вид в разрезе (шкалы в км). Чёрным обозначен чистый камень, синим – смешанные каменные породы и лёд, белым – чистый лёд (иллюстрация Amy C. Barr et al./SwRI).

Вкратце дело обстоит так: мощная гравитация Юпитера сосредоточила кометные удары на Ганимеде и Каллисто. Каждое такое воздействие создавало своеобразный «бассейн», в результате чего перемешанные ледяные и каменные слои разделялись — более твёрдые породы опускались ниже к центру спутника, водяной лёд поднимался наверх.

Так как Ганимед ближе к Юпитеру, он получал в два раза больше ударов от комет, которые к тому же двигались более быстро, чем те, что попадали в Каллисто. В результате выделение каменного ядра у Ганимеда (как подвергшегося более глубокому расплавляющему воздействию) прошло практически до конца, а Каллисто столь сильно не расплавлялся, и потому в его «интерьере» большую часть занимает смесь льда и камня.

Анимационный фильм реконструирует то, как луны Юпитера пережили позднюю тяжёлую бомбардировку. Справа представлены внутренняя структура Каллисто (вверху) и Ганимеда (внизу). Левая сторона показывает, как кометы воздействуют на поверхность каждого спутника. Цвета обозначают плотность, как и на рисунке выше. В каждом кадре фильма луны подвергаются 100 кометным ударам каждая, но по Каллисто «попадают» 2600 раз, а в Ганимед – 5200, что, как мы наблюдаем в конце, и становится причиной различной структуры спутников (анимация Amy C. Barr et al./SwRI).

Исследование американцев (статья опубликована в Nature Geoscience) проливает новый свет на «дихотомию Ганимеда-Каллисто» — проблему, ставшую за 30 лет классической для сравнительной планетологии (comparative planetary science).

Читайте также про то, как комета 12 лет была луной Юпитера, и о том, как учёные собираются искать подлёдный океан на Европе и жизнь на Церере.



Создатель орбитального отеля планирует бизнес на Луне

22 января 2010

Европейцы ищут партнёров для запуска космической электростанции

20 января 2010

Космическая пушка стреляет спутником из глубины океана

20 января 2010

NASA уточнило условия распродажи шаттлов

18 января 2010

На Уране и Нептуне возможны алмазные океаны

18 января 2010