Bruger:Biscuit-in-Chief/sandkasse4

Fra Wikipedia, den frie encyklopædi
Spring til navigation Spring til søgning

Ganymedes, eller Jupiter III, er en af Jupiters måner. Den er den syvende måne og den tredje galileiske måne fra Jupiter.[1] Månen fuldfører et omløb på 7,15 jorddage og har 1:2:4-baneresonans med månerne Europa og Io. Diameteren på 5.268 km gør Ganymedes til den største måne i solsystemet – 2 % større end Saturns største måne, Titan, som er næststørst. Dens masse er 2,02 gange Månens.[2] Ganymedes er 8 % større end planeten Merkur, men massen er kun 45 % af Merkurs.[3]

Ganymedes er sammensat af omtrent lige mængder af silikater og vandis i forskellige faser (krystalstrukturer). Månen er fuldt differentieret med en jernrig flydende kerne. Det antages at der eksisterer et saltvandshav næsten 200 km under overfladen, klemt mellem lag af is.[4] Overfladen er sammensat af to hovedtyper af terræn. Mørke regioner mættet med nedslagskratere er dateret til fire milliarder år siden og dækker ca. en tredjedel af overfladen. Lidt yngre, lysere regioner med afskærende fordybninger og åsrygge dækker den resterende overflade. Det lyse terræns geologi skyldes sandsynligvis tektonisk aktivitet forårsaget af tidevandopvarmning.[s 1]

Ganymedes er den eneste kendte satellit i solsystemet med en magnetosfære, sandsynligvis dannet gennem konvektion i den flydende jernkerne.[s 2] Magnetosfæren er begravet i Jupiters meget større magnetfelt og er koblet til det gennem åbne feltlinjer. En tynd atmosfære af ilt inkluderer O, O2 og måske O3 (ozon) og en mindre bestanddel af brint.[s 3] Det er ukendt om en ionosfære er forbundet til atmosfæren.[s 4]

Selvom Ganymedes kan have blevet observeret af den kinesiske astronom Gān Dé (甘德) sommeren 365 f.Kr, blev den første sikre observation gjort af Galileo Galilei den 7. januar 1610.[S 1][5][6][7] Månens navn blev raskt foreslået af astronomen Simon Marius og hentyder til den mytologiske Ganymedes, mundskænken for de græske guder og Zeus' elsker i Olympos.[8] Pioneer 10 var i 1973 det første rumfartøj der undersøgte Ganymedes i detaljer, og det er blevet efterfulgt af seks andre rumsonder.[9]

Ganymedes deler navn med nærjordsasteroiden 1036 Ganymed.

Nomenklatur[redigér | redigér wikikode]

Galileo Galilei hævdede retten til at navngive de galileiske måner. Han spurgte sine mæcener om de ville foretrække "Kosmiske Stjerner" (efter Cosimo II de' Medici, storhertug af Toscana) eller de "Medicianske Stjerner"; de valgte sidstnævnte, og de var kendt under det navn igennem meget af det 17. århundrede.

Simon Marius hævdede også at have fundet de galileiske måner. Selvom han ikke blev krediteret opdagelsen, blev hans navne på månerne taget i brug. I publikationen Mundus Iovialis anno M.DC.IX Detectus Ope Perspicilli Belgici fra 1614 foreslog han navnene "Jupiters Merkur" (Io), "Jupiters Venus" (Europa), "Jupiters Jupiter" (Ganymedes) og "Jupiters Saturn" (Callisto), eller den første, anden, tredje og fjerde af de jovianske planeter.[10][S 2]

Nomenklaturen slog ikke an. Baseret på forslag fra Johannes Kepler i oktober 1613 udarbejdede han et skema hvor månerne var opkaldt efter elskerinderne til Zeus fra græsk mytologi eller hans ækvivalent Jupiter fra romersk mytologi.[8][S 2][11] Den tredje af de største måner blev opkaldt efter skikkelsen Ganymedes fra græsk mytologi, mundskænken for de græske guder og Zeus' elsker i Olympos:

Så var der Ganymedes, Kong Tros flotte søn, som Jupiter, efter at have taget formen af en ørn, transporterede til himlen på hans ryg, som digtere eventyrligt fortæller om ...[12]

Navnene til Marius blev længe udtaget af brug, men blev normale i midten af det 20. århundrede.[s 5] Tidligere astronomisk litteratur brugte ofte romertal (et system introduceret af Galileo): Io blev kaldt Jupiter I, eller "Jupiters første måne", Europa blev kaldt Jupiter II, eller "Jupiters anden måne", Ganymedes blev kaldt Jupiter III, eller "Jupiters tredje måne", og Callisto blev kaldt Jupiter IV, eller "Jupiters fjerde måne".[s 5] Efter opdagelsen af Saturns måner blev det navnesystem som Kepler og Marius havde foreslået, brugt for Jupiters måner.[8]

Omløb og rotation[redigér | redigér wikikode]

Ganymedes er den tredje af de galilæiske satellitter. Den går i bane rundt om Jupiter på en afstand af 1.070.400 km og fuldfører en runde på syv dage og tre timer.[1] I lighed med de fleste kendte måner har Ganymedes en bunden rotation, hvor den samme side af månen altid vender mod planeten.[s 6] Banens svage excentricitet og banehældning mod den jovianske ækvator ændres næstenperiodisk i skalaerne 0,0009–0,0022 og 0,05–0,32° over en tidsskala på århundreder på grund af perturbation fra Solen og Jupiter.[s 7] Banevariationerne fører til at aksehældningen (vinklen mellem rotationsaksen og baneaksen) varierer fra 0 til 0,33°.[S 3]

Laplace-resonansen til Ganymedes, Europa og Io.

Ganymedes har en baneresonans med Europa og Io; for hvert omløb Ganymedes gør rundt om Jupiter gør Europa to og Io fire.[s 7][13] Den overordnede konjunktion med Io forekommer altid når Io er ved periapsis og Europa ved apoapsis. Den overordnede konjunktion med Europa opstår når Europa er ved periapsis. Længderne til konjunktionerne for Io-Europa og Europa-Ganymedes ændres med samme forhold og gør tredoble konjunktioner umulige. Dette kaldes en [[|Baneresonans#Laplaceresonans|Laplaceresonans]].[s 8] Den nuværende Laplace-resonansen tillader ingen højere baneeksentrisitet.[S 4] Værdien på ca. #0,0013 er sandsynligvis en rest fra en tidligere epoke da sådan øgning var mulig.[13] Baneeksentrisiteten er noget gåtefull: Beregninger kan tyde på at hvis den ikke øges nu, skulle den egentligt have ophørt for længe siden på grund af tidevannsdissipasjon i det indre af Ganymedes Dette betyder at den sidste eksentrisiteteksitasjonen fandt sted for flere hundreder millioner år siden. Siden baneeksentrisiteten bare er #0,0015 i gennemsnit, er tidevandopvarmning ubetydelig. I fortiden kan Ganymedes have gået gennem en eller flere Laplace-lignende resonanser, hvor længderne mellem resonanserne stod i forhold som var decimaltal i stedet for heltall. Disse resonanserne tillod baneeksentrisiteter så høje som #0,01–#0,02 .[S 5] Dette kan have forårsaget en eller flere hændelser med betydelig tidevandopvarmning, som har dannet det rillede terrænet.

Laplace-resonansen kan have eksisteret siden dannelsen af solsystemet, men kan også have udviklet sig senere.[S 6] Et muligt hendelsesforløp er at tidevandopvarmningen på innsiden af Io forårsaget at Ios bane udvidede sig til den påtraff #2:#1-resonans med Europa. Efter det fortsatte udvidelsen, men noget af vinkelmomentet blev overført til Europa, eftersom resonansen forårsagede at også Europas bane udvidede sig. Processen fortsatte helt til Europa nåede #2:#1-resonans med Ganymedes.[S 4] Til slutning blev bevægelseforholdet til konjunksjonene mellem alle #tre månerne synkroniseret og låst i Laplace-resonansen.

Fysiske egenskaber[redigér | redigér wikikode]

Sammensetning[redigér | redigér wikikode]

En skarp grænse deler det ældgamle terræn i Nicholson Regio fra det yngre og fint tverrspriptete terrænet i Harpagia Sulcus.
Foto: Galileo

Gennemsnitlig tæthed på #1,936 g/cm³ antyder en sammensetning af omtrent lige dele af bjergarter og vand – hovedsagelig i form af is.[S 5] Massefraktionen af is ligger mellem #46 og #50 %, noget lavere end i Callisto.[S 7] Flyktige iser som ammoniak kan også være til stede.[S 8] Den eksakte sammensetningen af bjergarterne er ukendt, men ligger sandsynligt nær sammensetningen af L/LL-type kondritter som har mindre totalt jern, mindre metallisk jern og mere jernoxider end H-kondritter. Vægtforholdet mellem jern og silicium er #1,05–#1,27, mens forholdet på solen er ca. #1,8 .

Overfladens albedo er ca. #43 %. Vand i en fase af is synes at være udbredt på overfladen, med en massefraktion på #50–#90 %, betydeligt mere end i Ganymedes som helhed.[S 5] Nær-infrarød spektroskopi har avslørt stærke absorbtionbands på bølgelængder af #1,04, #1,25, #1,5, #2,0 og #3,0 μm. Det rillede terræn er lysere og har en mere isede sammensetning end det mørke terræn.[14] Analyser af høyoppløselige bider i det nær-infrarøde og ultrafiolette spektrum taget fra bagen og Galileo har vist kuldioxid, svoveldioksid og, måske cyanogen, svovelsyre og forskellige organiske forbindelser. Billeder fra Galileo viste også magnesiumsulfat (MgSO#4) og måske natriumsulfat (Na#2SO#4) på overfladen.[S 9] Saltene kan komme fra det underjordiske hav.

Overfladen er asymmetrisk. Den førende halvkugle – som vender mod fartretningen[lower-alpha #10] – er lysere end den som vender væk. Tilsvarende forhold gælder for Europa, men for Callisto er det modsat. Den bagerste halvkugle ser ud til at være beriket med svoveldioksid. Fordelingen af kuldioxid viser intet tegn på halvkugleasymmetri. Det er alligevel observeret lidt eller intet kuldioxid nær vinmonopolerne. Nedslagskraterene på Ganymedes viser ikke, med undtagelse af et, nogen berikelse i kuldioxid, noget som også skiller den fra Callisto. Karbondioksiden på Ganymedes gik sandsynlig tomt i fortiden.

Indre struktur[redigér | redigér wikikode]

Model af en kold og stiv skorpe af is, en ydre varm ismantel, en indre silikatkappe og en metalkerne.

Ganymedes ser ud til at være fuldt differentieret, bestående af en jernsulfid–jernkerne, silikatkappe og en ydre ismantel.[S 5][S 10] Modellen støttes af den lavede værdi af dens dimensjonsløse[lower-alpha #11] treghetsmoment som blev malet under Galileos forbiflyvninger. Faktisk har Ganymedes det laveste treghetsmomentet blandt de faste himmellegemer i solsystemet. En flydende, jern-rig kerne giver en naturlig forklaring på magnetfeltet som blev opdaget af Galileo.[S 11] Konvektionen i det flydende jern, som har en høj elektrisk ledeevne, er den mest fornuftige model for generering af et magnetfelt.[S 12]

Den nøjagtige tykkelsen på de forskellige hold avhenger af sammensetningen af silikater (fraktion af oliven og pyroksen) og antallet med svovl i kernen.[S 7][S 10] De mest sandsynlige værdier er #700–#900 km for kerneradien og #800–#1 #000 km for tykkelsen af den ydre ismantelen, mens resten er en silikatkappe.[S 11][S 13][S 14] Tætheden af kernen er #5,5–#6 g/cm³ og silikatkappen er #3,4–#3,6 g/cm³. Nogen modeller af magnetfeltet kræver en fast kerne udelukkende bestående af jern på innsiden af den flydende Fe-FES-kernen – tilsvarende struktur i jordens kerne. Radien på denne kerne kan være op til #500 km. Temperaturen er sandsynligvis #1 #500–#1 #700 K med en tryk op til #10 GPa.

Overfladeformationer[redigér | redigér wikikode]

Skabelon:Utdypende

Mosaikbillede af den anti-jovianske halvkugle. Det gamle mørke område Galileo Regio ligger øverst til højre. Området er delt fra den mindre mørke region Marius Regio på venstre side af lysere og yngre striber af Uruk Sulcus. Ny is kastede ud fra den relativt nye Osiris Crater dannede de lyse stråler nederst.
Foto: Voyager 2

Overfladen er en blanding af stort gamle, mørke regioner med meget kratre og noget yngre (men stadig ældgamle), lysere regioner markeret med et omfattende udvalg af riller og bakker. Det mørke terræn, som udgør omtrent en tredjedel af overfladen, indeholder ler og mulige organiske materialer som kan indikere sammensetningen til nedslagobjekterne som de jovianske månerne akkrerte fra.

Fremstilling af Ganymedes centreret over #45° W. længdegrad. De øvre og nedre mørke områder er Perrine- og Nicholson-regionerne; de lysstrålende kratrene er Tros (oppe til højre) og Cisti (nede til venstre).
Foto: Galileo (National Oceanic and Atmospheric Administration)

Hedemekanismen som dannede det rillede terrænet er ukendt, men er sandsynligt hovedsagelig tektonisk.[S 5] Kryovulkanisme antas at have spillet lille eller ingen rolle. De kræfterne som forårsagede dem stærke spændinger i islitosfæren som er nødvendigt for at starte tektonisk aktivitet, kan kobles til tidevandopvarmninger i fortiden, måske når satellitten passerede gennem ustabile baneresonanser.[S 15]

Tidevannsfleksingen af isen kan have lunt op det indre, helt litosfæren, og ført til sprækker og forkastninger som fjernede det gamle, mørke terræn på #70 % af overfladen.[S 5] Dannelsen af det rillede terræn kan også have sammenhæng med tidlig kernedannelse og påfølgende tidevandopvarmning af månens indre, som kan have forårsaget en lille udvidelse af Ganymedes på #1–#6 % på grund af faseovergange i is og hedeekspansion. Under den påfølgende udvikling kan dybe kolonner af varmt vand have stegt op fra kernen til overfladen og ført til tektonisk deformasjon af litsofæren. Radiogen opvarmning er den mest relevante nuværende hedekilde, og bidrager for eksempel til havdybet. Modeller viser at hvis baneeksentrisiteten var en størrelseorden større end i dag (som den kan have været i fortiden), villes tidevandopvarmningen have været en mere betydelig hedekilde end radiogen opvarmning.[S 16]

Kratrene Småblæste og Achelous (nederst) i det rillede terrænet på Ganymedes.
Foto: Galileo 21. februar 2008

Kraterdannelser ses i begge typer af terræn, men er specielt omfattende i det mørke terræn som synes at være mættet med kratere og som i stor grad har udviklet sig gennem nedslaghændelser.[S 5] Det lysere og rillede terrænet indeholder færre nedslagformationer, som her bare har spillet en mindre rolle for terrænets tektoniske udvikling. Tætheden af kratre indikerer en alder på #4 milliarder år for det mørke terræn, tilsvarende højland på månen, og en nogen yngre alder for det rillede terrænet – hvor meget yngre er imidlertid uvisst.[S 17]

Ganymedes kan have gennemget tunge kraterdannelser for #3,5–#4 milliarder år siden ligesom månen.[S 17] Dersom dette stemmer, fandt de aller fleste nedslag sted under denne periode, mens dannelsen af kratre i senere tid har været meget mindre.[2] Kratrene både dækker og avskjæres af det rillede terrænet, og indikerer at noget af det rillede terrænet er ganske gammelt. Relativt unge kratre med stråler af oppvirvlet materiale er også synlige.[15] Kratrene er fladere end de på månen og Merkur. Dette skyldes sandsynligvis den relativ svage natur af Ganymedes iset skorpe, som kan (eller kunne) flyde og dermed dæmpe noget af de oppkastede materialerne. Gamle kratre hvor det oppkastede materialet har forsvundet syntes nu bare som et «spøkelseskrater» som kaldes et palimpsest.

Den mørke slette Galileo Regio indeholder en række konsentriske riller, eller furer, sandsynligvis dannede under en periode med geologisk aktivitet.[S 18]

Polkappene blev opdaget af Voyager-sonden, og består sandsynligt af frossent vand som strækker sig op til #40 . breddegrad.[S 9] Teorier om dannelsen inkluderer forflytning af vand til højere breddegrader og plasmabombardement af isen. Data fra Galileo antyder det sidstnævnte.[S 19] Magnetfeltet fører til et mere intenst bombardement med ladte partikler af overfladen ved de ubeskyttede polregionene; dette fører så til en omfordeling af vandmolekyler hvor frost forflytter sig til lokal koldere betænker i polterrenget.

Atmosfære og ionosfære[redigér | redigér wikikode]

Den #7 . juni #1972 hævdede et hold af indiske, britiske og amerikanske astronomer ved Bosscha-observatoriet i Indonesien at have opdaget en tynd atmosfære med et overfladetrykke på ca. #0,1 Pa. Det skete under en okkultasjon da Jupiter passerede foran stjernen SAO #186800 .[S 20]

Under forbiflyvningen i #1979 fandt Voyager #1 ingen atmosfære. Sonden observerede en okkultasjon af stjernen κ Centauri i det fjern-ultrafiolette spektret ved bølgelængder kortere end #200 nm. Målingerne var mere sensitive for gaser end målingerne i det visuelle spektret i #1972 . Den øvre grænse for overfladens nummertæthed var #1,5×#109 cm-#3, som giver et overfladetrykke på under #2,5 µPa.

Temperaturkort i falske farver.
Foto: Galileo

I #1995 fandt alligevel Hubble-teleskopet (HST) en tynd atmosfære (eksosfære) af ilt som ligner Europas. HST observerede airglow af atomisk ilte i det fjernultrafiolette ved bølgelængderne #130,4 nm og #135,6 nm. Den oplyses når molekylær ilt dissocieres af elektronnedslag, og er bevis for en betydelig nøytral atmosfære sammensat hovedsagelig af O#2 . Nummertætheden til overfladen ligger sandsynligvis i området #1,2×#108–#7×#108 cm−#3, som tilsvarer overfladetrykken #0,2–#1,2 0,2-1,2 µPa.[lower-alpha #12][S 21][16]

Ilten antas at opstå når vand i en fase af is på overfladen splittes i brint og ilt af stråling. Brinten forsvinder raskere på grund af den lavede atommasse.[16] Airglowet er ikke romlig homogent som over Europa. HST observerede #to lyse pletter i den nordlige og sydlige halvkugle, nær ± #50 . breddegrad, som er nøjagtig grænse mellem de åbne og lukkede feltlinier til magnetosfæren (se under). De lyse pletter er sandsynligvis polare auroraer forårsaget af plasmanedbør langs de åbne feltlinier.[S 22]

En nøytral atmosfære tilsier at en ionosfære eksisterer, fordi iltmolekyler ioniseres af nedslagene af energetiske elektroner som kommer fra magnetosfæren og af solens EUV-stråling (ekstrem ultrafiolett stråling).[S 23] Ionosfærens natur er imidlertid kontroversiel. Nogen Galileo-målinger fandt en forhøjet elektrontæthed nær månen, som antyder en ionosfære, mens anden målinger ikke opdagede noget. Elektrontætheden nær overfladen er af forskellige kilder skønnet til størrelseorden #400–#2 #500 cm−#3 . Per #2013 er ionosfærens parametre lidt begrænset.

Referencer[redigér | redigér wikikode]

Kommentarer[redigér | redigér wikikode]

Noter[redigér | redigér wikikode]

Sidehenvisninger
  1. ^ Showman (1999), s. 77-84
  2. ^ Kivelson (2002), s. 507-522
  3. ^ Hall (1998), s. 475-481
  4. ^ Eviatar (2001), s 327-336
  5. ^ a b Marazzini (2005), s. 391-407
  6. ^ Miller (2005), s. 108-114
  7. ^ a b Musotto (2002), s. 500-504
  8. ^ Showman (1997), s. 93-111
Nethenvisninger
  1. ^ a b Jupiter's Moons (engelsk), arkiveret fra originalen 8. februar 2006, hentet 8. februar 2012.  Fodnotefejl: Ugyldigt <ref> tag; navnet "Planetary Society" er defineret flere gange med forskelligt indhold
  2. ^ a b "Ganymede", nineplanets.org (engelsk), hentet 2012-02-08.  Fodnotefejl: Ugyldigt <ref> tag; navnet "nineplanets.org-Ganymede" er defineret flere gange med forskelligt indhold
  3. ^ Ganymede Fact Sheet (engelsk), www2.jpl.nasa.gov, hentet 2012-02-08. 
  4. ^ Solar System's largest moon likely has a hidden ocean (engelsk), NASA, hentet 2012-02-08. 
  5. ^ Galilei, Galileo, Sidereus Nuncius (PDF) (engelsk), University of Oklahoma History of Science, arkiveret fra originalen (PDF) 2005-12-20, hentet 2012-02-08. 
  6. ^ Wright, Ernie, Galileo's First Observations of Jupiter (engelsk), University of Oklahoma History of Science, arkiveret fra originalen 2009-02-08, hentet 2012-02-08. 
  7. ^ NASA: Ganymede (engelsk), hentet 2012-02-08. 
  8. ^ a b c Satellites of Jupiter (engelsk), hentet 2012-02-08. 
  9. ^ Pioneer 11 (engelsk), arkiveret fra originalen 2011-09-02, hentet 2012-02-08. 
  10. ^ Discovery (engelsk), arkiveret fra originalen 2006-09-20, hentet 2012-02-08. 
  11. ^ Marius, S., Mundus Iovialis anno M.DC.IX Detectus Ope Perspicilli Belgici (engelsk), hentet 2012-02-27. 
  12. ^ "The Discovery of the Galilean Satellites", Views of the Solar System (engelsk), Space Research Institute, Russian Academy of Sciences, arkiveret fra originalen 2007-11-18, hentet 2012-02-08. 
  13. ^ a b High Tide on Europa (engelsk), arkiveret fra originalen 2002-12-02, hentet 2012-02-08. 
  14. ^ Ganymede: the Giant Moon (engelsk), arkiveret fra originalen 2007-12-02, hentet 2012-02-09. 
  15. ^ Ganymede (engelsk), hentet 2012-02-11. 
  16. ^ a b Hubble Finds Thin Oxygen Atmosphere on Ganymede (engelsk), NASA, arkiveret fra originalen 2009-05-04, hentet 2012-02-11. 

Litteratur[redigér | redigér wikikode]

  • Glendenning, Norman K (2007), Our Place in the Universe, 21. marts 2007, ISBN 9812700692. 

[[Kategori:Pages with unreviewed translations]]
Fodnotefejl: <ref>-tags eksisterer for en gruppe betegnet "S", men der blev ikke fundet et tilsvarende {{reflist|group="S"}}, eller et afsluttende </ref>-tag mangler