У першай частцы матэрыялу аб спадарожніках, іх было ўсяго тры — Месяц у Зямлі і два спадарожніка Марса. Сёння мы пагаворым пра спадарожні ўсяго адной планеты, але колькасць спадарожнікаў у гэтай планеты проста неверагоднае.

by49-spadarozhniki-yupitera_02

Юпітэр

Юпітэр займае асаблівае месца ў Сонечнай сістэме, бо ён практычна ў два з паловай разы больш, чым усе планеты разам узятыя. Юпітэр настолькі масіўны, што іх агульны з Сонцам цэнтр мас ляжыць над паверхняй Сонца.

by49-spadarozhniki-yupitera_03

Агульны цэнтр мас Юпітэра з Сонцам паказаны кропкай

У Юпітэра вельмі магутнае радыяцыйнае выпраменьванне, у Сонечнай сістэме ўзровень вышэй толькі ў Сонца. У параўнанні з іншымі планетамі вакол яго круціцца велізарная колькасць спадарожнікаў.

Дзякуючы наземным назіранням сістэмы Юпітэра да канца 70-х гадоў было вядома трынаццаць спадарожнікаў. У 1979 годзе, здзяйсняючы пралёт міма Юпітэра, касмічны апарат «Ваяджэр-1» выявіў яшчэ тры спадарожніка. У далейшым з дапамогай наземных тэлескопаў новага пакалення быў адкрыты яшчэ 51 спадарожнік Юпітэра.

Пераважная большасць спадарожнікаў маюць дыяметр у 2–4 кіламетры. Навукоўцы мяркуюць, што спадарожнікаў ў Юпітэра не менш як сто, але, як ужо сказана, на сённяшні дзень зарэгістравана 67, а добра вывучана 63.

Спадарожнікі Юпітэра падзяляюць на тры групы: галілеевы, унутраныя і знешнія. Пачнем з галілеевых.

Галілеевы спадарожнікі

Чатыры самых буйных спадарожніка — Іа, Еўропа, Ганімед і Каліста адкрыў Галілеа Галілей ў 1610 годзе, і таму зараз яны носяць назву «галілеевых». Гэтыя спадарожнікі утварыліся з газу і пылу, якія атачалі Юпітэр пасля яго фарміравання.

by49-spadarozhniki-yupitera_03

Галілеевы спадарожнікі Юпітэра. Злева направа, у парадку выдалення ад Юпітэра: Іа, Еўропа, Ганімед, Каліста

by49-spadarozhniki-yupitera_05

Параўнанне памераў. У верхнім шэрагу, злева направа, у парадку выдалення ад Юпітэра: Іа, Еўропа, Ганімед, Каліста. Унізе Зямля і Месяц

Іа

Іа — пяты па ліку спадарожнік Юпітэра, з’яўляецца самым вулканічна актыўным целам у Сонечнай сістэме. Яго ўзрост складае чатыры з паловай мільярды гадоў; прыкладна такога ж узросту сам Юпітэр. Спадарожнік заўсёды павернуты да сваёй планеты адным бокам. Адлегласць ад паверхні Юпітэра да Іа складае 350 тысяч кіламетраў. Яго дыяметр роўны 3642 кіламетрам — крыху больш чым у Месяца (3474 кіламетра). Ён з’яўляецца чацвёртым па велічыні спадарожнікам ў Сонечнай сістэме.

by49-spadarozhniki-yupitera_06

Іа

Вулканічная актыўнасць на спадарожніках — вельмі рэдкая з’ява ў Сонечнай сістэме і Іа ў нашай сістэме несумнеўны фаварыт па дадзеным паказчыку. Ён уваходзіць у лік чатырох вядомых у цяперашні час касмічных тэл Сонечнай сістэмы, на якіх ідуць працэсы вулканічнай актыўнасці. Апроч яго: Зямля, Трытон (спадарожнік Нептуна) і Энцэлад (спадарожнік Сатурна). Таксама ў вулканізму «падазраецца» Венера (вобласць Бэта), аднак актыўных вулканаў на ёй пакуль заўважана не было.

Вывяржэння на Іа гіганцкія, іх добра відаць з космасу. Вулканы вывяргаюць серу на вышыню ў трыста кіламетраў. На паверхні спадарожніка выразна відаць мноства лававых патокаў і звыш ста кальдераў, але адсутнічаюць ударныя кратэры; уся паверхня пакрыта серай ў розных маляўнічых формах. Атмасфера спадарожніка Іа змяшчае ў асноўным дыяксід серы, гэта звязана з высокай вулканічнай актыўнасцю.

by49-spadarozhniki-yupitera_07

Анімацыя вывяржэння ў патэрах Тваштара, складзеная з пяці здымкаў, зробленых касмічным апаратам «Новыя гарызонты» ў 2007 годзе

З-за блізкасці да Юпітэра на спадарожнік дзейнічаюць велізарныя гравітацыйныя сілы планеты, што выклікае прыліўныя сілы, якія ствараюць велізарнае трэнне ўнутры спадарожніка, таму адбываецца разагрэў, як нетраў Іа, так і яго паверхні. Гравітацыйныя сілы планеты пастаянна выцягваюць і дэфармуюць спадарожнік. Некаторыя часткі спадарожніка нагрэтыя да трохсот градусаў Цэльсія; таксама на Іа выяўлена дванаццаць вулканаў, якія вывяргаюць магму на вышыню да трохсот кіламетраў.

by49-spadarozhniki-yupitera_08

Вывяржэнне вулкана Пеле на Іа, знятае касмічным апаратам «Ваяджэр-2»

Акрамя Юпітэра на Іа дзейнічаюць сілы прыцягнення іншых спадарожнікаў — Ганімеда і Еўропы. Асноўны ўплыў аказвае спадарожнік Еўропа, які забяспечвае яго дадатковым разагрэвам. У адрозненне ад зямных вулканаў, якія маюць доўгі час «сну» і адносна кароткі перыяд вывяржэнняў, вулканы распаленага спадарожніка заўсёды актыўныя. Пастаянна вынікаючая расплаўленая магма ўтварае рэкі і азёры. Самае буйное расплаўленае возера мае ў дыяметры дваццаць кіламетраў і ў ім ёсць востраў застылай серы.

Рух Іа скрозь магнітасфэру Юпітэра выпрацоўвае магутную электрычнасць, якая выклікае вельмі моцныя навальніцы ў верхняй частцы атмасферы Юпітэра. Але не толькі Юпітэру дрэнна ад іх узаемадзеяння — яго магутныя магнітныя паясы кожную секунду забіраюць ад Іа 1000 кілаграмаў рэчываў. Гэта дадаткова ўзмацняе магнітасфэру Юпітэра, фактычна павялічваючы яе памеры ў два разы.

Еўропа

Еўропа шосты па аддаленасці ад Юпітэра спадарожнік. Яго паверхня пакрыта пластом лёду, навукоўцы мяркуюць, што пад ім існуе вадкі акіян. Еўропа узростам каля чатырох з паловай мільярда гадоў — прыкладна таго ж узросту, што і Юпітэр.

Паколькі паверхня спадарожніка маладая (прыкладна сто мільёнаў гадоў), на ёй амаль няма метэарытных кратэраў, якія ў вялікай колькасці ўзнікалі за 4,5 млрд гадоў таму. Навукоўцамі было знойдзена ўсяго пяць кратэраў на паверхні Еўропы, іх дыяметр складае 10–30 кіламетраў.

by49-spadarozhniki-yupitera_09

Еўропа

Арбітальная адлегласць Еўропы ад Юпітэра роўна 670 900 кіламетраў. Спадарожнік павернуты да планеты ўвесь час адным бокам, дыяметр яго роўны 3100 кіламетрам, такім чынам, Еўропа менш Месяца, але больш, чым Плутон. Тэмпература паверхні Еўропы на экватары ніколі не падымаецца вышэй мінус 160 градусаў Цэльсія, а на канцавоссях вышэй мінус 220 градусаў Цэльсія.

by49-spadarozhniki-yupitera_10

Дзве мадэлі структуры Еўропы

Навукоўцы мяркуюць, што глыбока пад паверхняй спадарожніка існуе акіян, і што ў гэтым акіяне могуць быць выяўленыя формы жыцця. Яны могуць існаваць дзякуючы тэрмальных крыніцах побач з падземнымі вулканамі, гэтак жа, як і на Зямлі. Колькасць вады на Еўропе больш у два разы, чым на нашай планеце.

Ваганні формы Еўропы, звязаныя з прылівамі, якія прымушаюць яе, то выцягвацца, то ізноў скругляцца

Паверхня спадарожніка пакрыта расколінамі. Многія лічаць, што гэта выклікана прыліўнымі сіламі на беразе акіяна пад паверхняй. Цалкам магчыма, што вада пад лёдам падымаецца вышэй, чым звычайна, калі спадарожнік падыходзіць блізка да Юпітэра. І калі гэта так, то пастаянныя пад’ёмы і апусканні ўзроўню вады выклікалі мноства расколін, якiя могуць быць на паверхні. Многія навукоўцы лічаць, што акіян пад паверхняй часам прарываецца, праз расколіны (як лава з вулкана), а затым замярзае. Айсбергі, назіраныя на паверхні спадарожніка Еўропы, могуць быць доказам гэтай тэорыі.

Еўропа з’яўляецца адным з самых гладкіх тэл ў Сонечнай сістэме — на ёй няма узвышшаў больш за сто метраў. Атмасфера на спадарожніку разраджаная, і складаецца ў асноўным з малекулярнага кіслароду. Верагодна, гэта стала вынікам раскладання лёду на вадарод і кісларод пад дзеяннем сонечнай радыяцыі і іншага жорсткага выпраменьвання. Малекулярны вадарод хутка знікае з паверхні спадарожніка, паколькі ён досыць лёгкі, а сіла прыцягнення Еўропы слабая.

Ганімед

Ганімед — самы буйны спадарожнік у Сонечнай сістэме. Яго дыяметр роўны 5268 кіламетрам — гэта больш на 2 %, чым у Тытана (другога па велічыні спадарожніка ў Сонечнай сістэме) і больш на 8 %, чым у Меркурыя. Калі б ён круціўся па арбіце вакол Сонца, а не вакол Юпітэра, яго б класіфікавалі як планету. Адлегласць ад Ганімеда да паверхні Юпітэра роўна прыкладна 1070000 кіламетраў. Ён з’яўляецца адзіным спадарожнікам у Сонечнай сістэме, якія валодаюць уласнай магнітасферай.

Паверхню Ганімеда падзяляюць на дзве групы. Першая — дзіўныя паласы лёду, спароджаныя актыўнымі геалагічнымі працэсамі тры з паловай мільярды гадоў таму, якая займае 60 % паверхні. Другая група (пакінутыя 40 % паверхні, адпаведна) — старажытная магутная ледзяная кара, пакрытая шматлікімі кратэрамі.

by49-spadarozhniki-yupitera_12

Ганімед

by49-spadarozhniki-yupitera_13

Магчымая ўнутраная будова Ганімеда

Цяпло, якое ідзе ад ядра і сілікатнай мантыі, дазваляе існаваць падземнаму акіяну. Лічыцца, што ён размешчаны на глыбіні двухсот кіламетраў пад паверхняй, у адрозненне ад спадарожніка Еўропа, які мае вялікі акіян бліжэй да паверхні.

Атмасфера спадарожніка тонкая і складаецца з кіслароду, падобная на знойдзеную ў Еўропы. Кратэры на Ганімедзе амаль не ўзвышаюцца і вельмі плоскія, у параўнанні з кратэрамі на іншых спадарожніках. У іх няма цэнтральнай западзіны, характэрнай для кратэраў на Месяцы. Гэта, верагодна, з-за павольнага і паступовага руху мяккай ледзяной паверхні.

Каліста

Каліста з’яўляецца трэцім па велічыні спадарожнікам ў Сонечнай сістэме. Яго дыяметр роўны 4820 км, што з’яўляецца каля 99 % дыяметра Меркурыя, а маса — усяго трэць ад масы гэтай планеты. Ўзрост Каліста складае каля 4,5 мільярда гадоў, прыкладна такога ж узросту, як Ганімед, Еўропа, Іа і сам Юпітэр. Спадарожнік выдалены ад планеты на адлегласць амаль 1,9 мільёна кіламетраў (1 882 700 км). З-за вялікай адлегласці ад планеты ён знаходзіцца па-за жорсткага радыяцыйнага поля газавага гіганта.

by49-spadarozhniki-yupitera_14

Каліста

У Каліста адна з самых старажытных паверхняў у Сонечнай сістэме — яе ўзрост роўны прыкладна чатыром мільярдам гадоў. Яна ўся пакрыта кратэрамі, і кожны новы ўдар метэарыта абавязкова трапляў ва ўжо адукаваны кратэр. Старажытная паверхня дайшла да нашых дзён дзякуючы адсутнасці бурнай тэктанічнай дзейнасці і разагрэву паверхні спадарожніка з моманту яго стварэння.

Многія навукоўцы лічаць, што Каліста пакрыты велізарным пластом лёду, пад якім размешчаны акіян, а цэнтр Каліста ўтрымлівае горныя пароды і жалеза. Атмасфера Каліста разраджонная і складаецца з дыяксіду вугляроду.

Адно з самых адметных месцаў на Каліста — кратэр Вальхалла. Кратэр складаецца з яркага цэнтральнага рэгіёну дыяметрам 360 км, вакол яго размяшчаюцца грабяні ў выглядзе канцэнтрычных кольцаў радыусам да 1900 кіламетраў: яны разыходзяцца ад яго нібы кольцы ад кінутага ў ваду каменя. У цэлым дыяметр Вальхаллы складае каля 3800 кіламетраў. Гэта самая вялікая мясцовасць, якая ўтварылася вакол ўдарнага кратэра ва ўсёй Сонечнай сістэме. Сам кратэр па сваіх памерах варта толькі на трынаццатым месцы ў Сонечнай сістэме. Такая структура паўстала з-за сутыкнення спадарожніка з параўнальна буйным астэроідам памерам 10–20 кіламетраў.

by49-spadarozhniki-yupitera_15

Вальхалла — ўдарны басейн на спадарожніку Каліста

Паколькі Каліста знаходзіцца па-за жорсткага радыяцыйнага поля Юпітэра, яго разглядаюць як прыярытэтны аб’ект (пасля Месяца і Марса) для будаўніцтва касмічнай базы. Ваду можна здабываць з лёду спадарожніка, а з яго паверхні праводзіць даследаванне іншага спадарожніка Юпітэра — Еўропы. Палёт на Каліста можа заняць ад двух да пяці гадоў. Мяркуецца, што першая кіраваная місія да гэтага спадарожніка адправіцца не раней 2040 года, а магчыма і яшчэ пазней.

by49-spadarozhniki-yupitera_16

Мадэль ўнутранай будовы Каліста. Паказаны: ледзяная кара, магчымы водны акіян і ядро з камянёў і льдоў

Унутраныя спадарожнікі Юпітэра

Чаму яны ўнутраныя? Справа ў тым, што арбіты гэтых спадарожнікаў размешчаныя вельмі блізка да Юпітэра і ўсе яны ўнутры арбіты Іа — самага блізкага да планеты галілеева спадарожніка. Іх усяго чатыры: Меціда, Амальтэя, Адрасцея і Фіва.

by49-spadarozhniki-yupitera_17

Вядучы бок Амальтэі (Юпітэр справа, поўнач зверху). Кратэр Пан бачны на правым верхнім краі, Гея (з яркімі схіламі) — на ніжнім. Каляровае фота «Ваяджэра-1» (1979)

by49-spadarozhniki-yupitera_18

Амальтэя, 3D мадэль

Гэтыя спадарожнікі, а таксама шэраг пакуль яшчэ нябачных ўнутраных невялікіх месяцаў, папаўняюць і падтрымліваюць слабую сістэму кольцаў Юпітэра. Меціда і Адрасцея дапамагаюць падтрымліваць асноўнае кольца Юпітэра, а Амальтэя і Фіва падтрымліваюць свае ўласныя слабыя знешнія кольцы.

Найбольшую цікавасць з спадарожнікаў ўнутранай групы выклікае Амальтэя. Паверхня гэтага спадарожніка мае цёмна-чырвоны колер, у якога аналагаў у Сонечнай сістэме няма. Навукоўцы мяркуюць, што яна складаецца ў асноўным з лёду з ўключэннямі мінералаў і серазмяшчальных рэчываў, але гэтая гіпотэза не тлумачыць колер спадарожніка. Хутчэй за ўсё, Юпітэр захапіў спадарожнік звонку, як ён гэта робіць рэгулярна з каметамі.

Знешнія спадарожнікі Юпітэра

Знешняя група складаецца з маленькіх спадарожнікаў, дыяметр якіх ад аднаго да ста сямідзесяці кіламетраў. Рухаюцца яны па выцягнутым і моцна нахіленым да экватара Юпітэра арбітам. У цяперашні час налічваецца 59 спадарожнікаў знешняй групы. Спадарожнікі, якія размешчаны блізка да планеты, рухаюцца па сваіх арбітах у бок кручэння Юпітэра, а большасць аддаленых спадарожнікаў рухаюцца ў адваротным кірунку.

by49-spadarozhniki-yupitera_19

Арбіты спадарожнікаў Юпітэра

Некаторыя малыя спадарожнікі рухаюцца амаль па аднолькавых арбітах, лічыцца, што ўсё гэта рэшткі больш буйных спадарожнікаў, якія разбурыла сіла прыцягнення Юпітэра. Усе знешнія спадарожнікі, якія назіраліся касмічнымі апаратамі, якія праляталі міма, вонкава нагадваюць бясформенныя глыбы. Хутчэй за ўсё, некаторыя з іх свабодна лёталі ў космасе, пакуль не былі захопленыя гравітацыйным полем Юпітэра.

Кольцы Юпітэра

Акрамя спадарожнікаў у Юпітэра ёсць сістэма кольцаў. Так, у Юпітэра таксама ёсць кольца. Акрамя таго, яны ёсць ва ўсіх чатырох газавых гігантаў у нашай Сонечнай сістэме. Але ў адрозненне ад Сатурна, які мае бліскучыя ледзяныя кольцы, пярсцёнкі Юпітэра маюць нязначную пыльную структуру. Менавіта таму кольцы Сатурна былі адкрыты яшчэ ў 1610 годзе Галілеем, а слабыя кольцы Юпітэра толькі ў 1970 гадах, калі касмічны карабель упершыню наведаў сістэму Юпітэра.

by49-spadarozhniki-yupitera_20

Малюнак Галоўнага кальца, атрыманага Галілеа пры прама-рассеяным святле

Кальцавая сістэма Юпітэра складаецца з чатырох асноўных кампанентаў: «гала» — тоўсты тор з часціц, адносна яркае і вельмі тонкае «Галоўнае кальцо», а таксама два шырокіх і слабых знешніх кальца, вядомых як «павуціневыя кольцы».

«Галоўнае кальцо» і гала складаюцца ў асноўным з пылу з Меціды, Адрасцеі і, магчыма, яшчэ некалькіх спадарожнікаў. Гала мае форму пончыка, яго шырыня складае каля дваццаці-сарака тысяч кіламетраў, хоць большасць яго матэрыялу ляжыць у межах некалькіх сотнях кіламетраў ад плоскасці кальца. Яго форма, як мяркуюць, звязана з электрамагнітнымі сіламі ўнутры магнітасферы Юпітэра, якія дзейнічаюць на часціцы пылу кольца.

«Пауцінныя кольцы» — кольцы тонкія і празрыстыя як павуцінне, называюцца па матэрыяле спадарожнікаў, якія іх і фармуюць: Амальтэі і Фівы. Знешнія краі Галоўнага кальца акрэсліваюць спадарожнікі Адрасцея і Метыс.

by49-spadarozhniki-yupitera_21

Кольцы Юпітэра і ўнутраныя спадарожнікі

Мы развітваемся з Юпітэрам і яго спадарожнікамі і працягваем наша падарожжа далей. У наступным артыкуле будзем разбіраць спадарожнікі і кольцы Сатурна.

BE_Brest-Belarus

Брэст

Беларусь