Около 4 миллиардов лет назад в спутник Юпитера Ганимед врезался астероид. Теперь исследователи из Университета Кобе поняли, что ось крупнейшего спутника Солнечной системы сместилась в результате столкновения. Это подтверждает теорию о том, что астероид был примерно в 20 раз больше того, который положил конец эпохе динозавров на Земле и вызвал одно из крупнейших столкновений в Солнечной системе.
Ганимед – самый большой спутник в Солнечной системе. Он интересен тем, что под его ледяной поверхностью находятся океаны жидкой воды. Как и у земной Луны, она зафиксирована в приливном направлении, что означает, что она всегда обращена одной и той же стороной к планете, вокруг которой вращается, и, следовательно, также имеет обратную сторону. На значительных участках поверхности Луна покрыта бороздами, образующими концентрические круги вокруг одного конкретного места, что привело исследователей в 1980-х годах к выводу, что они являются результатом крупного столкновения.
«Спутники Юпитера – Ио, Европа, Ганимед и Каллисто – имеют интересные индивидуальные особенности, но мое внимание привлекли именно эти борозды на Ганимеде», – говорит планетолог из Университета Кобе Хирата Наоюки. «Мы знаем, что эта особенность появилась в результате столкновения с астероидом около 4 миллиардов лет назад, но мы не знали, насколько сильным было это столкновение и какое влияние оно оказало на спутник».
Данные с удаленного объекта скудны, что сильно затрудняет исследования, поэтому Хирата первым понял, что предполагаемое место удара находится почти точно на самом удаленном от Юпитера меридиане. По аналогии с ударом о Плутон, который вызвал смещение оси вращения карликовой планеты и о котором мы узнали благодаря космическому зонду New Horizons, удалось предположить, что Ганимед тоже подвергся подобной переориентации. Хирата – специалист по моделированию столкновений со спутниками и астероидами, и это позволило ему рассчитать, какой именно удар мог вызвать такие изменения.
В журнале Scientific Reports ученый опубликовал данные о том, что диаметр астероида, вероятно, составлял около 300 километров, что примерно в 20 раз больше того, который столкнулся с Землей 65 миллионов лет назад, положил конец эпохе динозавров и образовал переходный кратер диаметром от 1400 до 1600 километров. (Переходные кратеры, широко используемые в лабораторных и вычислительных симуляциях, представляют собой полости, образовавшиеся непосредственно после выемки кратера и до того, как материал осядет в кратере и вокруг него). Согласно моделированию, только удар такого размера может привести к тому, что изменение в распределении массы вызовет смещение оси вращения спутника в его нынешнее положение. Этот результат верен независимо от того, где на поверхности произошел удар.
«Я хочу понять происхождение и эволюцию Ганимеда и других спутников Юпитера. Гигантский удар, должно быть, оказал значительное влияние на раннюю эволюцию Ганимеда, но тепловые и структурные эффекты удара на внутреннюю часть Ганимеда еще совершенно не изучены. Я считаю, что дальнейшие исследования внутренней эволюции ледяных лун могут быть проведены в будущем», – объясняет Хирата.
Интересный своими подповерхностными океанами, Ганимед является конечным пунктом назначения космического зонда ЕКА JUICE. Если все пойдет хорошо, космический аппарат выйдет на орбиту вокруг Ганимеда в 2034 году, будет вести наблюдения в течение шести месяцев и отправлять множество данных, которые помогут ответить на вопросы Хираты.
[Фото: HIRATA Naoyuki / Kobe University]
