Спутник Юпитера Ганимед может все еще формировать свое ядро

Крупнейший спутник Солнечной системы Ганимед может до сих пор сохранять активное ядро спустя 4,6 миллиарда лет после формирования планетной системы, пишет New-Science.ru.

К такому выводу пришли авторы новой модели внутреннего строения спутника Юпитера. По их версии, ядро Ганимеда может продолжать формироваться и в настоящее время. Это может объяснять наличие у него собственного магнитного поля — уникальной особенности среди известных спутников Солнечной системы.

Ганимед по размерам больше Меркурия. Под его ледяной оболочкой, как считается, находится огромный океан. При этом он остается единственным спутником, способным самостоятельно создавать магнитное поле.

Долгое время ученые предполагали, что источник этого поля расположен в уже сформированном металлическом ядре глубоко под поверхностью. Однако новое исследование допускает, что внутренние процессы Ганимеда могут быть более активными и не завершились до сих пор.

Обычно магнитные поля возникают за счет внутреннего динамо-механизма. Он связан с движением электропроводящей жидкой металлической массы внутри планеты или спутника. Со временем такие процессы ослабевают, когда небесное тело остывает, а образование ядра заканчивается.

Именно поэтому Луна уже давно не имеет собственного магнитного поля, а Марс лишился его миллиарды лет назад, хотя он немного крупнее Ганимеда. Дополнительная сложность заключается в том, что планетарные ядра, согласно распространенным представлениям, формируются довольно быстро.

Тепло, возникающее в период аккреции, обычно приводит к разделению тяжелых металлов и более легких пород за время от одного до двухсот миллионов лет. Авторы новой работы отмечают, что модели формирования планет и исследования магнитных динамо долго развивались отдельно и опирались на разные предположения о начальном состоянии Ганимеда.

Чтобы объяснить сохранение магнитной активности спутника, исследователи создали компьютерные модели его тепловой эволюции с момента появления до наших дней. Большинство прежних гипотез исходило из того, что Ганимед образовался достаточно горячим, поэтому тяжелые металлические элементы быстро опустились к центру и сформировали ядро в ранний период.

Новая модель рассматривает иной вариант: изначально спутник мог быть значительно холоднее. Ученые проверили несколько сценариев с помощью одномерных моделей теплового развития. В расчетах учитывались количество воды, внутренний состав, приливный нагрев со стороны Юпитера и постепенный прогрев недр радиоактивными элементами.

Моделирование показало, что внутри Ганимеда может находиться смесь железа и серы с относительно низкой температурой плавления. В таком случае для разделения металла и каменных пород не требовался мощный ранний нагрев. Этот процесс мог идти крайне медленно на протяжении миллиардов лет.

Согласно новой версии, плотный жидкий металл внутри спутника может и сейчас постепенно смещаться к центру. Богатый железом расплав отделяется от окружающего вещества и уходит глубже, подпитывая частично сформированное металлическое протоядро.

Авторы работы считают, что магнитное динамо Ганимеда может поддерживаться продолжающимся внутренним прогревом и медленным поступлением железистого расплава к растущему центру. При движении жидкого металла возникает перемешивание электропроводящего вещества, создающее условия для генерации магнитного поля.

Таким образом, Ганимед, возможно, до сих пор формирует внутренний механизм, который обеспечивает его магнитную активность. Исследователи отмечают, что наблюдаемое магнитное поле спутника хорошо согласуется с гипотезой незавершенного формирования ядра.

Эта версия отличается от прежних моделей, связанных с так называемым «железным снегом». Ранее предполагалось, что в уже существующем жидком ядре могут образовываться твердые частицы железа, которые оседают вниз. Теперь ученые допускают, что поле поддерживает сам процесс роста ядра.

По мнению авторов, медленное разделение металла и пород может сохранять магнитную активность спутника намного дольше, чем ранее считалось возможным для тел такого размера.

Новая работа также помогает объяснить различия между ледяными спутниками Юпитера. Европа, вероятно, пережила более сильный ранний нагрев, поэтому ее ядро сформировалось раньше. Каллисто, напротив, мог оставаться слишком холодным для эффективного образования ядра.

Даже небольшие различия в составе, времени формирования и уровне нагрева могли привести соседние спутники к разным путям развития. Исследователи считают, что такие выводы способны изменить представления об эволюции ледяных миров.

Вместо быстрого формирования и последующего угасания некоторые ядра могут развиваться миллиарды лет и продолжать поддерживать магнитные поля. Это важно, поскольку магнитное поле может защищать небесное тело от заряженных частиц и помогать сохранять подповерхностные океаны стабильными в течение длительного времени.

Поскольку под ледяной корой Ганимеда, вероятно, находится гигантский океан, изучение природы его магнитного поля может дать новые сведения о потенциально пригодных для жизни условиях в других частях Солнечной системы.

Пока гипотеза остается неподтвержденной. Модели зависят от предположений о внутренней химии Ганимеда, а напрямую изучить его глубинные слои ученые не могут.

Проверить новую версию помогут будущие космические миссии. В том числе аппарат JUICE Европейского космического агентства, который в 2030-х годах должен исследовать магнитную среду и внутреннее строение спутника.

Если предположение подтвердится, Ганимед может стать первым известным небесным телом, чье магнитное поле существует благодаря незавершенному формированию ядра.

Рекомендуем также:

1. Клубника во время цветения требует особого ухода: чем подкормить ягоду для сладкого и крупного урожая
2. Советские хозяйки пекли его на все праздники: торт «Трухлявый пень» из 70-х снова сводит всех с ума
3. Даже самый мрачный уголок сада оживает на глазах: эти многолетники цветут роскошно без лишнего ухода
4. Май станет месяцем жёстких уроков судьбы: кому придётся срочно разбираться с ошибками прошлого
5. Секрет фарфоровой кожи оказался удивительно простым: натуральное средство разглаживает морщины и преображает лицо