Калисто — ледена луна на Юпитер: характеристики, ядро и подповърхностен океан

Калисто — загадъчната ледена луна на Юпитер: характеристики, строеж на ядро и доказателства за подповърхностен океан. Научете най-новите изследвания и факти.

Калисто е луна на планетата Юпитер, открита през 1610 г. от Галилео Галилей и наречена на името на Калисто. Тя е втората по големина луна в орбитата на Юпитер след Ганимед и третата по големина луна в Слънчевата система. С диаметър почти равен на този на планетата Меркурий, — около 99% от диаметъра ѝ — Калисто има много по-малка маса в сравнение с Меркурий. От четирите големи спътника, известни като Галилееви луни на Юпитер, Калисто е най-отдалечената, с орбитален радиус от около 1 880 000 км. Тя не участва в орбиталния резонанс, който свързва трите по-вътрешни Галилееви луни — Йо, Европа и Ганимед. Подобно на земната Луна, Калисто се върти синхронно с орбиталния си период (т.е. едната страна винаги е обърната към Юпитер). Поради по-голямото си разстояние повърхността на Калисто е по-слабо засегната от магнитосферата на Юпитер в сравнение с вътрешните галилееви спътници.

Размер, състав и плътност

Калисто съдържа приблизително еднакви количества скали и ледове със средна плътност около 1,83 g/cm³. Химичният състав на повърхността включва воден лед, въглероден диоксид, силикати и различни органични вещества. Наличието на смес от тъмни и светли материали, както и на солни и органични примеси, определя видимия контраст по повърхността.

Вътрешна структура и възможен подповърхностен океан

Данни от Космическият апарат "Галилео" и последващи модели показват, че Калисто вероятно е частично диференцирана — с по-плътни силикатни материали концентрирани към центъра и ледено-скалиста мантия. Съществуват индикации за малко или частично силикатно ядро, но в сравнение с другите Галилееви луни Калисто е по-слабо диференциран.

Някои геофизични модели и магнитни наблюдения допускат възможността за евентуален подповърхностен океан от течна вода, способен да съществува под слоеве лед. Оценките за дълбочината и дебелината на такъв океан варират — някои модели предлагат тънък солен слой, докато други позволяват по-дълбоки системи (включително хипотези за слоеве със стотици километри водена фаза при определени условия). Важно е да се подчертае, че наличието и характеристиките на океан все още се дискутират и не са окончателно потвърдени.

Повърхностни особености

Повърхността на Калисто е силно набраздена и изключително стара — една от най-древните в Слънчевата система. Тя почти не показва признаци на вътрешно-геоложка активност, като тектоника на плочите, значими земетресения или вулкани, и се смята, че е формирана предимно от силно интензивно бомбардиране с метеоритни удари.

• Характерни образувания са многопръстеновидни структури и гигантски импактни басейни (напр. известни като Валхала и Асгард на изображенията от мисии), както и разнообразие от ударни кратери с различни форми.
• Често се срещат вериги от кратери (катенеи) и свързани белези, хребети и отлагания, оставени от импактни събития.
• На малък мащаб повърхността е разнообразна: наблюдават се участъци с бял лед по върховете на хълмовете и по-тъмен материал в долините, явление, което може да бъде резултат от деградация на дребномащабни форми на релефа, обусловена от процеси като сублимация.

Множество малки кратери и купчини от повърхностен материал подкрепят идеята за продължително разрушаване и рециклиране на най-горните слоеве посредством космични въздействия. Абсолютната възраст на повърхностните форми се оценява на милиарди години, като голяма част е формирана в ранните етапи на Слънчевата система.

Атмосфера, йоносфера и магнитни взаимодействия

Калисто е заобиколена от изключително тънка атмосфера, която представлява почти вакуум. В нея са открити молекули въглероден диоксид и вероятно атомарен и молекулен кислород (кислород. Има) — продукти на радиолитични и фотолитични процеси върху ледовете. Над повърхността се формира и относително слаба, но измерима йоносфера (йонна обвивка), индуцирана от слънчевия вятър и взаимодействия с магнитното поле на Юпитер.

Поради голямото си разстояние от Юпитер Калисто е под по-слабото влияние на неговата магнитосфера в сравнение с по-вътрешните луни, но все пак се наблюдават ефекти като индуцирани магнитни полета и частици, които участват в химични промени на повърхностния лед.

Изследвания с космически апарати и бъдещи мисии

Калисто е била изучавана от серия автоматични мисии: от "Пионер 10-11" и "Галилео" до прелитането на "Касини-Хюйгенс" и наблюденията от телескопи от земята и орбита. Данните от тези мисии предоставят информация за структурата, повърхността и част от атмосферните условия на луната.

В близките десетилетия европейският проект JUICE (ESA) и други мисии ще разширят познанията за Галилеевите луни; JUICE предвижда множество наблюдения и преминавания покрай Калисто, което ще помогне да се уточни въпросът за вътрешната ѝ структура и възможния океан. Междупланетни мисии като NASA Europa Clipper са фокусирани предимно върху Европа, но сравнителните данни помагат и за по-доброто разбиране на Калисто.

Възможности за живот и за човешко заселване

Хипотезата за наличието на подповърхностен океан прави Калисто интересна от гледна точка на астробиологията — ако има течна вода в контакт с минерали, това увеличава вероятността за химически среди, подходящи за живот. Въпреки това Калисто е по-малко перспективна за живот в сравнение с Европа, тъй като получава значително по-малко приливно затопляне и вероятно по-малко вътрешно енергийно освобождаване.

От гледна точка на човешко присъствие и бъдещи бази, Калисто се разглежда като по-привлекателна от вътрешните Галилееви луни, защото е извън най-интензивните радиационни пояси на Юпитер. Това означава по-малко натоварване за защитата на техника и хора. Въпреки това предизвикателствата остават големи: далечни мисии, екстремно ниски температури, липса на плътна атмосфера, ограничени местни ресурси и трудности при осигуряване на енергия и подслон.

Обобщение

Калисто е древна, силно ударна и ледено-скалиста луна с редица интересни характеристики: почти планетарни размери, сравнително ниска плътност, богата ударна история и потенциал за подповърхностна вода. Въпреки липсата на ясни признаци за активна геология на повърхността, вътрешните ѝ особености и по-слабото радиационно поле правят Калисто важна цел за научни изследвания и потенциална отправна точка за бъдещи изследвания на йовата система.

Въпроси и отговори

В: Какво е Калисто?

Въпрос: Колко голяма е Калисто в сравнение с Меркурий?

В: Къде около Юпитер обикаля Калисто?

В: Какви са някои забележителни черти на повърхността ѝ?

Въпрос: Какъв тип атмосфера заобикаля Калисто?

Търсене по буква