Калисто: Факти за (не толкова) мъртвата луна на Юпитер

Калисто

Вояджър 1 изображение на луната на Юпитер Калисто от разстояние 350 000 км. Голямото „бичи око“ на върха се смята за ударен басейн, образуван в началото на историята на Калисто. Яркият център на басейна е с диаметър около 600 км, а външният пръстен е с диаметър около 2600 км. (Кредит на изображението: Фотогалерия на НАСА/NSSDC)



Калисто е голяма луна, обикаляща около Юпитер. Той има древна повърхност с кратери, което показва, че геоложките процеси могат да бъдат мъртви. Той обаче може да съдържа и подземен океан. Не е ясно дали океанът може да има живот в него, тъй като повърхността е толкова стара. Ще са необходими повече наблюдения на тази голяма луна, за да сте абсолютно сигурни.



Луната е била обект на няколко прелитания, включително дългогодишната мисия „Галилео“ на Юпитер през 90-те и 2000-те години. Предстояща мисия, наречена JUICE (Jupiter Icy Moon Explorer) ще се фокусира върху три ледени спътника на Юпитер, включително Калисто, за да получи повече информация за заобикалящата го среда. Очаква се сокът да пристигне през 2030 г.

НАСА има мисия в Юпитер в момента, наречена Juno. Докато Juno е по -проектиран да разглежда атмосферата и околната среда на Юпитер, той е направил някои изображения на Калисто от разстояние.



Няколко ледени луни на Слънчевата система бяха фокус на изследване през последните години поради потенциала им да задържат живот. Космическият кораб Касини, който обикаляше около Сатурн от 2004 до 2017 г., откри обширни доказателства за гейзери на неговата луна Енцелад. Други ледени луни включват Тритон (в Нептун, изобразен от Вояджър 2) и Европа (друга ледена луна на Юпитер.) Като цяло тези луни поддържат течни океани поради гравитационното влекане от големите си гигантски планети.

Откритие

Четирите най -големи спътника на Юпитер - Йо, Европа, Ганимед и Калисто - са известни още като Галилейските луни, кръстени на Галилео Галилей , който ги е открил през 1610 г. И четирите са по -големи от Плутон, а Ганимед е най -голямата луна в Слънчевата система, дори по -голяма от Меркурий. [ Снимки: Галилейските луни на Юпитер ]

Когато Галилей обърна телескопа си към Юпитер на 7 януари 1610 г., това, което видя, изненада всички. Планетата не беше сама; около него имаше четири луни. По това време се смяташе, че Земята е единствената планета с луна. В продължение на два века луните на Юпитер са били (като група) кръстени на Медичи, мощно италианско политическо семейство, според НАСА . Отделно те се наричат ​​Юпитер I, II, III и IV, като „IV“ се отнася до това, което сега наричаме Калисто.



Откритието имаше не само астрономически, но и религиозни последици. По това време католическата църква подкрепя идеята, че всичко обикаля около Земята, идея, изложена в древни времена от Аристотел и Птолемей. Наблюденията на Галилей върху спътниците на Юпитер - както и забелязването, че Венера е преминала през „фази“, подобни на нашата собствена Луна - дадоха убедителни доказателства, че не всичко се върти около Земята.

С подобряването на телескопичните наблюдения обаче се появи нов поглед към Вселената. Луните и планетите не бяха непроменени и съвършени; например планините, наблюдавани на Луната, показват, че геоложки процеси са се случвали другаде. Също така всички планети се въртят около Слънцето. С течение на времето бяха открити луни около други планети - и допълнителни луни около Юпитер. Луните на Медичи бяха преименувани на Io, Europa, Ganymede и Callisto, за да се избегне объркване до средата на 1800-те.

Основни факти

Възраст: Калисто е на около 4,5 милиарда години, приблизително на същата възраст като Юпитер. Това е най -силно кратерен обект в Слънчевата система , според НАСА. Почти няма геоложка активност на повърхността му. Повърхността не се е променила много, откакто първоначалните удари оформят повърхността й преди 4 милиарда години.



Разстояние от Юпитер: Това е най -външната от галилейските луни. Калисто обикаля около Юпитер на разстояние около 1 188 000 километра. Луната отнема около седем земни дни, за да направи една пълна орбита на планетата. Той също така изпитва по -малко приливни влияния от другите галилейски луни, тъй като обикаля отвъд основния радиационен пояс на Юпитер. Калисто е заключен приливно, така че една и съща страна винаги е обърната към Юпитер.

Размер: При диаметър 3000 мили (4800 км), Калисто е приблизително със същия размер като Меркурий. Това е третата по големина луна в Слънчевата система, след Ганимед и Титан. (Луната на Земята е пета по големина, след Io.)

Температура: Средната повърхностна температура на Калисто е минус 218,47 градуса по Фаренхайт (минус 139,2 по Целзий).

Наблюдения в космическата ера

Докато телескопите се подобриха значително до Космическата ера през 60 -те години, все още се знаеше малко за Калисто, според книгата от 2004 г. Юпитер: Планетата, спътниците и магнитосферата “(Кеймбридж, 2007). От това, което астрономите биха могли да кажат, повърхността изглеждаше сравнително безлична в сравнение с Йо и Ганимед. Калисто също има ниска отразяваща способност (албедо) и е известно, че има ниска плътност, но астрономите не виждат доказателства за емисии на вода. Това ги накара да заключат, че Калисто има скалиста повърхност.

Галилео изображения на повърхността на Юпитер

Изображенията на Галилей на повърхността на луната на Юпитер Калисто разкриха големи свлачищни отлагания в рамките на два големи ударни кратера. Двете свлачища са с дължина около 3 до 3,5 км.(Изображение кредит: Лунен и планетарен институт/Държавен университет в Аризона)

Pioneer 10 и Pioneer 11 са летели край Юпитер и неговите спътници в началото на 70-те години, но тези мисии не дават много нова информация за Калисто, освен това, което показват телескопите на Земята. Именно мисиите на Вояджър в края на 70 -те години наистина ни показаха различна картина на Луната. Плътността и температурата на Калисто бяха усъвършенствани, а изображенията на повърхността показаха черти, по -малки от 1 километър на пиксел - с други думи, резолюция, достатъчно малка, за да забележи ударни кратери. Всъщност Калисто е бил много силно кратериран в сравнение с другите луни, пишат авторите. „Някои отхвърлиха Калисто като най -скучния обект с размерите си в Слънчевата система“, добавиха те.

Повече наблюдения отблизо изискват изчакване до 1996 г., когато космическият кораб „Галилео“ стартира първия от 12 прелитания на Луната. Многократните полети на Галилей и по -висока разделителна способност разкриха много повече информация за Калисто от преди. Повече от повърхността е картографирана, открита е тънка атмосфера от въглероден диоксид и са открити доказателства за подземен океан.

Аргументи за океан идва от две доказателства, според НАСА. Първо, учените видяха редовни колебания на магнитното поле на Калисто, докато Луната обикаляше Юпитер, което предполагаше, че в Луната има електрически токове, стимулирани от магнитното поле на планетата. Това течение трябваше да се проведе отнякъде, което доведе до второто парче: поради скалистата повърхност и тънката атмосфера, вероятно обяснение би бил солен океан под повърхността на Луната.

През 2018 г. показаха прегледи на архивни изображения, направени от космическия телескоп Хъбъл през 2007 г. Ефектът на Калисто върху полярните сияния в атмосферата на Юпитер . Юпитер генерира сияния сам, но някои от явленията идват чрез взаимодействие с четирите му най -големи луни: Европа, Йо, Ганимед и Калисто. Подписите на другите луни преди това са били забелязани в атмосферата на Юпитер, но това ново изследване представлява първия път, когато е открит ефектът на Калисто.

Калисто и другите галилейски луни може да са се образували с помощта на Сатурн. А компютърен модел, издаден през 2018 г. предполага, че с увеличаването на ядрото на Сатурн, неговото гравитационно влияние се премества планетизимали (бебешки планети) към вътрешната Слънчева система. Този процес може да е осигурил достатъчно неща, за да образува четирите галилейски луни.

Нерешени въпроси

Ако Калисто е обитаем - и как се е формирал по този начин - са сред нерешените въпроси, които мисията на JUICE ще започне да изучава. Очаква се JUICE да стартира към Юпитер през 2022 г. и да работи на планетата поне три години, между 2030 и 2033 г.

Сокът ще се фокусира върху луната Ганимед, но неговата научни цели за Калисто ще бъде подобен. Това включва търсене на океански пластове или водни резервоари, картографиране на повърхността, разглеждане на атмосферата и установяване на това как изглежда интериорът на Калисто.

Последните научни статии включват моделиране на взаимодействието на магнитните полета на Калисто и Юпитер (проучването предоставя повече доказателства за подземен океан на Калисто) и намиране на атомен кислород в атмосферата с помощта на космическия телескоп Хъбъл. Други документи се фокусират върху аспекти като възможната вода под повърхността й, прецизиране на броя на кратера на повърхността му и атмосферни изследвания.

Допълнителен ресурс