Ганимед — крупнейший спутник Солнечной системы и один из самых необычных ледяных миров в системе Юпитера. Его средний диаметр составляет 5 268 километров, что делает его даже больше Меркурия, диаметр которого составляет 4 879 километров.
Под ледяной корой Ганимеда скрывается соленый океан, а еще эта юпитерианская луна — единственный известный спутник, который обладает собственным магнитным полем.
Именно это магнитное поле давно вызывает вопросы. Обычно такие поля возникают благодаря динамо-механизму: внутри небесного тела движется электропроводящая жидкая масса, чаще всего расплавленный металл. Но для относительно небольших тел это проблема. Со временем они остывают, внутренние потоки слабеют, и магнитное поле исчезает. Так, например, произошло с Марсом и Луной.
Однако Ганимед все еще сохраняет собственное магнитное поле. Новое исследование, опубликованное в журнале Science Advances, предлагает необычное объяснение: формирование ядра спутника не завершилось в далеком прошлом — оно может продолжаться даже сейчас.
Почему это странно
По современным представлениям, ядра планет и крупных спутников формируются сравнительно рано. В начале истории Солнечной системы молодые тела нагревались, тяжелые металлы опускались к центру, а более легкие породы оставались выше. Так происходила внутренняя дифференциация.
Но авторы новой работы рассматривают другой сценарий. Возможно, Ганимед сформировался сравнительно холодным, поэтому его недра не сразу разделились на каменную оболочку и металлическое ядро. Если внутри спутника присутствовала смесь железа и серы с низкой температурой плавления, разделение вещества могло идти очень медленно — на протяжении миллиардов лет.
В такой модели плотный железистый расплав постепенно опускается к центру Ганимеда и подпитывает растущее протоядро. При этом движение электропроводящего вещества может поддерживать динамо-механизм и объяснять, почему у спутника до сих пор есть собственное магнитное поле.
Не «железный снег», а растущее ядро
Один из вариантов объяснения магнитного поля Ганимеда связан с так называемым «железным снегом». Согласно этой концепции, внутри уже существующего жидкого ядра могут кристаллизоваться частицы железа. Затем они оседают вниз и поддерживают перемешивание вещества. Такое движение электропроводящей жидкости способно подпитывать динамо-механизм.
Новая модель делает акцент на другом процессе. Источником движения электропроводящего вещества может быть не только эволюция уже сформированного ядра, а само его продолжающееся образование. Иначе говоря, Ганимед может быть редким примером мира, у которого внутренний «двигатель» еще не завершил сборку.
Авторы исследования подчеркивают, что такой процесс пока не наблюдался напрямую ни у одного другого небесного тела. Однако расчеты показывают, что нынешнее магнитное поле Ганимеда согласуется с моделью медленного роста ядра из железо-сернистого расплава.
Что это меняет
Если гипотеза подтвердится, она поможет лучше понять эволюцию крупных ледяных спутников Юпитера. Европа, Ганимед и Каллисто формировались рядом, однако их внутренняя эволюция пошла разными путями. Даже небольшие различия в составе, температуре и раннем нагреве могли определить, почему один из них сохранил магнитное динамо, а другие — нет.
Проверить эту идею должна миссия Европейского космического агентства JUICE, запущенная 14 апреля 2023 года. Аппарат прибудет к Юпитеру в июле 2031 года и будет изучать ледяные спутники планеты. Данные о магнитной среде, гравитации и внутреннем строении помогут понять, действительно ли крупнейший спутник Солнечной системы все еще формирует свое металлическое ядро.
Читайте также: Криовулканизм на Ганимеде, спутнике Юпитера.
