W Ganimedesa uderzyła ogromna asteroida. Kosmiczna kolizja sprzed 4 mld lat

Ganimedes, jeden z ponad 90 znanych księżyców Jowisza, jest największym księżycem w Układzie Słonecznym, większym nawet od najmniejszej planety układu - Merkurego. Jest dziewiątym co do wielkości obiektem w naszym systemie planetarnym. Jest także jedynym księżycem w Układzie Słonecznym posiadającym własne pole magnetyczne. Pod grubą pokrywą lodową skrywa on podpowierzchniowy ocean.

W niedawnych badaniach naukowcy z Uniwersytetu Kobe w Japonii odkryli, że księżyc ten miał burzliwą przeszłość. Około 4 miliardy lat temu w Ganimedesa uderzyła ogromna asteroida, radykalnie zmieniając redystrybucję masy oraz orientację księżyca.

Rezultaty oraz opis badań ukazał się na łamach pisma "Scientific Reports" (DOI: 10.1038/s41598-024-69914-2).

Ganimedes od dawna fascynuje naukowców. Jego odkrycie przypisuje się Galileuszowi. Z bliska obserwowały go sondy Voyager I i II, Pionier 10 i 11, New Horizons, Galileo oraz Juno. Obecnie zmierza w jego kierunku sonda JUICE. Jeśli wszystko pójdzie zgodnie z planem, JUICE wejdzie na orbitę wokół księżyca w 2034 roku i będzie prowadzić obserwacje przez sześć miesięcy.

Podobnie jak księżyc Ziemi, Ganimedes jest zablokowany pływowo, co oznacza, że zawsze jest zwrócony w stronę Jowisza tą samą stroną. Na dużej części powierzchni księżyc jest pokryty bruzdami, które tworzą koncentryczne okręgi wokół jednego konkretnego miejsca, co doprowadziło badaczy jeszcze w latach 80. do wniosku, że są one wynikiem dużego zderzenia.

- Księżyce Jowisza Io, Europa, Ganimedes i Kallisto mają interesujące indywidualne cechy, ale ta, która przykuła moją uwagę, to bruzdy na Ganimedesie — mówi Naoyuki Hirata z Uniwersytetu Kobe. - Wiemy, że ta cecha została stworzona przez uderzenie asteroidy około 4 miliardy lat temu, ale nie byliśmy pewni, jak duże było to uderzenie i jaki miało wpływ na księżyc - dodaje.

Dane dotyczące Ganimedesa są dość skąpe, co znacznie utrudnia jego badania. Hirata zdał sobie sprawę, że domniemane miejsce uderzenia znajduje się niemal dokładnie na południku najbardziej oddalonym od Jowisza. Opierając się na podobieństwach do kolizji z udziałem Plutona, która spowodowała przesunięcie osi obrotu planety karłowatej, zasugerował, że Ganimedes również przeszedł taką reorientację.

Hirata wraz ze swoimi współpracownikami badali rozległy system bruzd Ganimedesa. Symulowali na komputerach różne scenariusze i doszli do wniosku, że uderzenie, które utworzyło bruzdy, spowodowało znaczną redystrybucję masy, która zmieniła orientację księżyca.

Symulacje pokazały, że odpowiedzialny za to obiekt miał prawdopodobnie średnicę około 300 kilometrów, znacznie większą niż ten, który spowodował zagładę dinozaurów na Ziemi - jego średnicę oszacowano na około 10 kilometrów. Andrew Dombard z University of Illinois w Chicago twierdzi, że gdyby taka asteroida uderzyła w Ziemię, "byłoby to globalne wydarzenie sterylizujące".

Według symulacji Hiraty tylko uderzenie obiektu tej wielkości mogłoby sprawić, że zmiana w rozkładzie masy spowodowałaby przesunięcie osi obrotu księżyca do jego obecnej pozycji i to niezależnie od tego, gdzie na powierzchni Ganimedesa nastąpił impakt. Kosmiczna skała uderzyła w księżyc pod kątem 60-90 stopni i utworzyło krater przejściowy o średnicy od 1400 do 1600 kilometrów. Kratery przejściowe, szeroko stosowane w symulacjach i obliczeniach, to jamy powstałe bezpośrednio po wytworzeniu krateru, zanim wyrzucony w wyniku uderzenia materiał osiadł w kraterze i wokół niego.

- To uderzenie miałoby znaczący wpływ na wewnętrzną strukturę Ganimedesa, ponieważ rozmiar krateru przejściowego osiąga 25 procent rozmiaru Ganimedesa. Wiadomo również, że sama reorientacja może powodować znaczne nagrzewanie się wnętrza z powodu rozpraszania pływowego. Mogłoby to być potencjalnie związane z pochodzeniem wewnętrznego oceanu Ganimedesa. Planuję zgłębić ten temat w ramach moich przyszłych badań – zaznacza Hirata.

Źródło: Kobe University, IFLScience, fot. Naoyuki Hirata/ CC BY

Twórz treści i zarabiaj na ich publikacji. Dołącz do WP Kreatora