Галилеевы спутники — собирательное название 4 крупнейших спутников Юпитера (из их общего числа в 79): Ио, Европы, Ганимеда и Каллисто (в порядке удаления от Юпитера). Они входят в число крупнейших спутников Солнечной системы и могут наблюдаться в небольшой телескоп.
История [ править | править код ]
Спутники были открыты (впервые наблюдались) Галилео Галилеем в декабре 1609 или январе 1610 года с помощью его первого в истории телескопа. 7 января 1610 года он написал письмо, содержащее первое упоминание спутников Юпитера. К тому времени он видел только три из них и считал их неподвижными звёздами около Юпитера. Он продолжил наблюдение с 8 января по 2 марта и в ходе него открыл четвёртый спутник, а также обращение спутников вокруг Юпитера. На открытие спутников претендовал также немецкий астроном Симон Марий, который наблюдал их в 1609 году, но вовремя не опубликовал данные об этом.
Названия галилеевых спутников были предложены Симоном Марием в 1614 году, однако в течение долгого времени они практически не использовались. Галилей назвал четыре открытые им спутника «Медичийскими звёздами» (лат. Stellae Medicae , в честь четырёх братьев Медичи) и присвоил им порядковые номера. Лишь с середины XX века привычные нам названия стали общеупотребительными.
Галилеевы спутники названы по имени персонажей древнегреческой мифологии — любовниц Зевса (Ганимед — любовник). Мариус дал такие названия, так как Юпитер — аналог Зевса в римском пантеоне.
В честь 300-летия открытия Галилеевых спутников был назван астероид (697) Галилея, открытый 14 февраля 1910 года американским астрономом Джозефом Хелффричем в Гейдельбергской обсерватории
Систему Юпитера иногда называют «Солнечной системой в миниатюре». Ганимед превышает по размеру планету Меркурий (хотя и уступает ему по массе). На Европе имеется глобальный жидкий океан и может существовать жизнь. На Ио бушуют мощные вулканы. Ио, Европа и Ганимед находятся в орбитальном резонансе — их орбитальные периоды относятся как 1:2:4.
Для галилеевых спутников характерна закономерность — чем дальше спутник расположен от Юпитера, тем ниже его средняя плотность и тем больше на нём воды (в твёрдом или жидком состояниях). Одна из гипотез объясняет это тем, что в ранние эпохи эволюции Солнечной системы Юпитер был гораздо горячее и летучие соединения (в том числе водяной пар) выметались из областей, близких к планете.
Важные сведения о размерах галилеевых спутников были получены во время покрытия Ио звезды Бета Скорпиона 14 мая 1971 года в 2:00 UTC [1] и серии взаимных затмений и покрытий галилеевых спутников, произошедших в 1973 году вследствие пересечения Землёй экваториальной плоскости Юпитера и наблюдавшихся на 23 обсерваториях мира [2] . Радиус Ио тогда был оценён в 1818±5 км [3] , Европы — в 1533±27 км, Ганимеда — в 2608±32 км, Каллисто — в 2445±75 км [4] .
Много важных сведений о галилеевых спутниках было получено в результате пролёта «Вояджеров» в 1979 году, работы аппарата «Галилео» в 1995—2003 годах, и исследований с помощью телескопа «Хаббл».
Галилеевы спутники Юпитера (Фото: Shutterstock)
В ночь на 7 января 1610 года Галилео Галилей направляет созданный им 32-х кратный телескоп на небо. Он увидел там не только лунный пейзаж, горные цепи и вершины, но и открыл четыре наиболее крупных спутника Юпитера, которые сейчас носят название «галилеевых».
Благодаря своему открытию, которое он описал в сочинении «Звёздный вестник», Галилей вскоре становится самым знаменитым учёным Европы. Книга имела сенсационный успех, даже коронованные особы спешили обзавестись телескопом. Несколько телескопов Галилей подарил Венецианскому сенату, который в знак благодарности назначил его пожизненным профессором с окладом 1000 флоринов.
Немецкий астроном Симон Мариус (1573-1624) одновременно и независимо от Галилея открыл все четыре спутника Юпитера (1610), и дал им имена Ио, Европа, Ганимед и Каллисто. История распорядилась так, что Галилея считают первооткрывателем спутников, за которыми закрепились имена, данные Мариусом.
Спутник Юпитера Ганимед имеет диаметр превосходящий диаметр Меркурия. Под поверхностью Европы обнаружен глобальный океан, а Ио известен тем, что на нём действуют самые мощные в Солнечной системе вулканы. Каллисто – одно из самых кратерированных тел в Солнечной системе. Поверхность спутника очень старая, около 4 млрд. лет, а его геологическая активность крайне низкая. У Юпитера имеются слабые планетарные кольца.
Спутники ярки и вращаются по достаточно удалённым от планеты орбитам, так что их легко различить даже в полевой бинокль. Первенство в открытии спутников оспаривал также немецкий астроном Симон Мариус, который увидел их еще в 1609 году, но не опубликовал открытие. Позднее именно Мариус дал этим четырем спутникам названия, взяв имена из древнегреческих мифов.
Юпитер исследовался восемью автоматическими межпланетными станциями НАСА. Наибольшее значение имели исследования с помощью аппаратов «Пионер» и «Вояджер», и позднее «Галилео». Последним аппаратом, посетившим Юпитер, был зонд «Новые горизонты», направляющийся к Плутону.
На сегодняшний день ученым известно 79 спутников Юпитера, среди которых Галилеевы – самые крупные.
| Ганимед — открыт Галилео Галилеем в 1610 году. | |
| Среднее расстояние до Юпитера | 1 070 000 км. |
| Экваториальный диаметр | 5262 км |
| Период обращения вокруг Юпитера | 7,15 земных суток |
| Каллисто — открыт Галилео Галилеем в 1610 году. | |
| Среднее расстояние до Юпитера | 1 883 000 км. |
| Экваториальный диаметр | 4821 км |
| Период обращения вокруг Юпитера | 16,69 земных суток |
| Ио — открыт Галилео Галилеем в 1610 году. | |
| Среднее расстояние до Юпитера | 422 000 км. |
| Экваториальный диаметр | 3643 км |
| Период обращения вокруг Юпитера | 1,77 земных суток |
| Европа — открыт Галилео Галилеем в 1610 году. | |
| Среднее расстояние до Юпитера | 671 000 км. |
| Экваториальный диаметр | 3122 км |
| Период обращения вокруг Юпитера | 3,55 земных суток |
С тех пор как Галилей открыл первые 4 спутника Юпитера, свита небесного Громовержца пополнилась еще 58 спутниками-лунами. Многие небольшие спутники были обнаружены на снимках, сделанных космическими аппаратами "Вояджер".
Как известно, большие планеты Солнечной системы, за исключением Земли, Урана и Плутона, названы именами древнеримских божеств, а их спутники (почти все) носят греческие имена. Так, галилеевы спутники Юпитера получили имена Ио, Европа, Ганимед и Каллисто, ибо в древней мифологии они были приближенными к трону верховного бога неба Юпитера.
- Ио — это имя одной из его многочисленных возлюбленных.
- Европа — прекрасная финикиянка, похищенная Громовержцем.
- Ганимед — пригожий юноша, которого древнегреческий верховный бог Зевс сделал своим виночерпием.
- Каллисто — нимфа, которую жена Зевса Гера превратила в медведицу, после чего Зевс поместил ее на небе в виде созвездия Большой Медведицы.
Диаметр самого крупного — Ганимеда — равен 5268 км. В большие телескопы спутник виден очень маленьким диском, на котором ничего не удается рассмотреть. Совсем крохотным кажется в телескоп спутник Европа (диаметр 3130 км). Спутники Ио и Каллисто имеют промежуточные размеры. И все же, исследуя отражаемый этими спутниками солнечный свет, астрономы смогли получить о них ценную научную информацию.
В 1965 году московский астроном Василий Иванович Мороз, изучая спектры Европы и Ганимеда, пришел к выводу, что их поверхность покрыта льдом. Но какой это лед: водяной или состоящий из других замерзших веществ? На Каллисто, по-видимому, есть иней, но он должен быть чем-то загрязнен. А что касается спутника Ио, то данные спектрофотометрии о нем совершенно не укладывались в привычные земные рамки. Астрономические наблюдения и лабораторные опыты неизменно свидетельствовали, что на Ио находятся самые богатые в Солнечной системе месторождения серы! Однако последнее "слово" оставалось за космическими аппаратами.
С особым вниманием "Вояджер-1" "изучал" поверхность Ио. Наземные наблюдения спутника указывали на его желтую окраску, которая у полюсов приобретает красный оттенок. Но среди желтовато-красных пространств КА "заметил" еще белые и угольно-черные пятна. Что это за странные пятна? Так появилась новая загадка. В начале марта 1979 года "Вояджер-1" сделал сенсационный снимок: на Ио мощное извержение вулкана! Оно было как бы специально приурочено к прибытию с Земли космического посланца. Обработав новые снимки "Вояджера-2", ученые обнаружили на Ио восемь действующих вулканов! Насколько нам известно, никакое планетное тело (включая Землю) такой большой активностью не обладает. Скорость выброса вулканических частиц из жерл огнедышащих гор на Ио достигает 1 км/с. Но чтобы продукты извержения не упали обратно на спутник, а сами превратились бы в спутники Ио, они должны получить начальную скорость около 2,5 км/с. Не исключено, что на Ио случаются и более мощные извержения, приводящие к улетучиванию вещества спутника в окружающее его космическое пространство.
Спрашивается: откуда Ио может черпать столько тепла, чтобы ее недра постоянно пребывали в расплавленном состоянии? Объяснить это можно приливным трением. Дело в том, что спутник обращен к Юпитеру постоянно одной и той же стороной (подобное явление наблюдается у всех галилеевых спутников Юпитера). На полушарии, повернутом к планете, возник горб высотой около 5 км. Но на Ио воздействуют еще массивные спутники Европа и Ганимед. Своим притяжением они стараются "расшатать" орбиту Ио, то есть придать ей большую эллипсоидальность. Юпитер же, в зависимости от расстояния до Ио, то вытягивает этот горб, то немного отпускает. Размах колебаний достигает 100 м. Только в процессе одного такого колебания высвобождается в несколько раз больше энергии, чем выделяется ее в недрах Луны благодаря распаду радиоактивных элементов. Но если центральные области лунного шара находятся в полурасплавленном состоянии, то недра Ио тем более должны быть расплавлены.
Снимки, сделанные "Вояджером-2", показали, что на Ио, как в Дантовом аду, повсюду изобилие серы. Серные вулканы и гейзеры, серные реки и озера и даже небольшие серные моря. В этом мире ни шагу нельзя ступить без серы!
"Вояджер-2" подробно исследовал и другие галилеевы спутники Юпитера — Каллисто, Ганимед и Европу (в таком порядке КА совершил пролет).
Еще на снимках, присланных "Вояджером-1", Каллисто выглядит так, как будто она побывала под бомбежкой: по количеству ударных кратеров на единицу поверхности Каллисто, вероятно, чемпионка в Солнечной системе. На спутнике обнаружены большие кольцевые структуры; одна из них оказалась больше, чем Море Восточное на Луне. Последнее свидетельствует о том, что в Солнечной системе от Меркурия до Юпитера в метеоритной бомбардировке планет и их спутников участвовали достаточно крупные космические тела. Поскольку средняя плотность Каллисто составляет 1,86 г/см 3 , то она в значительной мере должна состоять из воды. Говоря другими словами, Каллисто представляет собой в основном ледяной шар диаметром 4806 км. Из всех галилеевых спутников этот — самый темный.
Совсем иную картину представляет собой Ганимед — крупнейший спутник Юпитера и самый массивный из всех спутников в Солнечной системе. Его темные области усеяны кратерами, и их даже больше, чем в лунных морях, но, в отличие от лунных, кратеры на Ганимеде очень мелкие и в центре их не горка, а углубление (точно такое же строение кратеров на Каллисто). Не говорит ли это о том, что поверхность Ганимеда, как и Каллисто, тоже покрыта слоем льда?
Но самые примечательные образования на Ганимеде — это классические разломы его коры, образующие пучки длинных параллельных борозд протяженностью до 1 тыс. км. Они покрывают значительную часть поверхности спутника и пока что представляют для исследователей необъяснимую геологическую загадку.
Европа по характеру рельефа оказалась менее разнообразной, чем Ганимед и Каллисто. Кратеров здесь немного, зато вызывает удивление лабиринт тонких линий и полос, похожих на знаменитые марсианские "каналы". На фоне светлой поверхности спутника (у Европы она самая светлая) эти темные линии и полосы, тянущиеся на сотни и тысячи километров, похожи на штрихи, нанесенные фломастером на поверхность отполированного шара.
Таким образом, Европа оказалась на редкость гладким космическим телом. Ее называют даже "бильярдным шаром", запущенным в космос. При инфракрасной съемке с Земли было установлено, что поверхность этого спутника Юпитера в основном должна быть водная. "Вояджер-2" сделал уточнение: ледяная. И слой поверхностного льда может достигать в толщину 100 км. Но почему лед растрескался? Приливные силы при движении Европы по орбите вблизи могучего Юпитера, да и притяжение влиятельных соседей — Ганимеда, Каллисто, Ио — должны приводить к выделению внутреннего тепла и растрескиванию льда.
Научный консультант НАСА Р. Хогленд высказал предположение, что на этом спутнике Юпитера может существовать жизнь. Ведь под толстым ледяным покровом не исключено наличие океана. На это указывают и снимки "Вояджера-2". А океан — непременное условие для возникновения жизни. Океан породил жизнь на Земле. Почему бы ему не стать колыбелью жизни, скажем, на Европе? Ведь водная оболочка у Европы, Ганимеда и Каллисто существует уже не менее 3 млрд лет, а этого времени вполне достаточно для зарождения и развития органической жизни.
Под ледяным панцирем температура растет, и на какой-то глубине могут сложиться вполне комфортные, по земным меркам, условия. Этот же ледяной щит способен предохранять живые клетки от губительного воздействия космической радиации. Так что все может статься.
Из негалилеевых спутников Юпитера "Вояджер-1" заснял крупным планом лишь одну Амальтею. Она похожа на астероид неправильной формы, размером 250х144х128 км, с сильно изрытой поверхностью и большими перепадами высот (около 20 км).
Когда "Вояджер-1" пролетал внутри орбиты Амальтеи, его камеры запечатлели загадочную светлую полосу, оказавшуюся. кольцом! Оно состоит из роя мелких частиц, опоясывающих Юпитер в плоскости его экватора.
С помощью 224-сантиметрового телескопа высокогорной обсерватории Мауна-Кеа на Гавайских островах эти кольца удалось сфотографировать в инфракрасном диапазоне спектра. При этом поток инфракрасного (теплового) излучения от колец Юпитера оказался примерно в 25 тыс. раз слабее, чем от колец Сатурна. Следовательно, вещество колец Юпитера находится в чрезвычайно разреженном состоянии.
Возможно, кому-то история открытия колец Юпитера могла показаться непредвиденной сенсацией. Но полной неожиданности здесь не было.
В 1960 году в журнале "Известия Академии наук Армянской ССР" была опубликована статья профессора С. К. Всехсвятского. В ней с полной определенностью говорилось, что "вокруг Юпитера также движутся кометно-метеорные массы в виде кольца, аналогичного кольцу Сатурна".
Исключительно важную роль в формировании кольца Юпитера ученый придавал мощной вулканической деятельности галилеевых спутников Юпитера. Именно разработка гипотезы о выбросах материи с поверхности планетных тел в результате мощных вулканических извержений привела его к мысли, что извергнутое вещество может образовывать еще не открытые кольца вокруг планет. Однако слишком смелые гипотезы профессора С. К. Всехсвятского у большинства астрономов не находили поддержки. Решению спорных вопросов помогла космонавтика: вокруг Юпитера было открыто предсказанное кольцо. На Ио действительно бушуют мощные вулканы! Но ученый в своих выводах шел дальше. Взрывным процессам в системе Юпитера он приписывал не только формирование кольца вокруг самой планеты, но и образование новых комет семейства Юпитера.
Действующий вулканизм на Ио стал ключом к пониманию многих загадочных явлений, наблюдаемых в системе Юпитера. Некоторое количество вещества, изверженного вулканами, вырывается из поля тяготения Ио и образует кольцо или попросту "баранку", опоясывающую Юпитер. Этот тор, расположенный вдоль орбиты Ио, состоит из ионизованной серы, двуокиси серы, натрия, водорода и некоторых других химических веществ.
"Вояджерами" были засняты гигантские дуги полярных сияний на Юпитере. Смотрятся они гораздо эффектнее земных полярных сияний. Оказалось, что "поджигателем" этих небесных фейерверков является тоже Ио: полярные сияния возникают там, где газовый тор проецируется на атмосферу Юпитера вдоль его магнитных линий.
Юпитер является в Солнечной системе знатной космической радиостанцией. Время от времени он "вещает" в декаметровом диапазоне мощностью 100 млн ватт. Когда перед Юпитером оказывается Ио, мощность "передатчика" заметно возрастает. Объяснить это явление не удавалось до тех пор, пока КА "Пионер- 10" не установил, что у Ио есть своя ионосфера. Когда Ио проходит через магнитное поле Юпитера, ионосфера спутника сортирует скопившиеся там заряды. В результате накапливается электрический потенциал, достигающий 400 киловольт. И стоит только Ио занять в небе Юпитера определенное положение, как возникает мощнейший разряд. Электрический ток в миллионы ампер устремляется по магнитным силовым линиям от спутника к планете. Ионосфера Юпитера отражает этот поток к Ио, а оттуда он мчится обратно к Юпитеру. Во время этой электромагнитной бури и возникают энергичные электроны, порождающие мощную вспышку в декаметровом диапазоне радиоволн. Ее и регистрируют радиоастрономы как мощнейшие радиовсплески Юпитера.
Если вам понравился сайт, будем благодарны за его популяризацию 🙂 Расскажите о нас друзьям на форуме, в блоге, сообществе. Это наша кнопочка:
Код кнопки:
Политика конфиденциальности Об авторе
