Przejdź do treści

Planetoida 20 razy większa od kosmicznego „zabójcy dinozaurów” zmieniła orientację największego księżyca Układu Słonecznego

Ganimedes

Potężne uderzenie planetoidy w księżyc Jowisza, Ganimedesa, do którego doszło 4 miliardy lat temu, nie tylko zmieniło jego fizyczny krajobraz, ale mogło również zmienić oś jego rotacji, co przywodzi na myśl kosmiczne kataklizmy, które wydarzyły się na Ziemi i Plutonie.

Około 4 miliardy lat temu planetoida uderzyła w Ganimedesa. Teraz planetolog Naoyuki Hirata z Uniwersytetu Kobe odkrył, że oś rotacji największego księżyca Układu Słonecznego przesunęła się w wyniku tego uderzenia. Potwierdziło to, że planetoida była około 20 razy większa od tej, która zakończyła erę dinozaurów na Ziemi i spowodowała jedno z największych uderzeń z wyraźnymi śladami w Układzie Słonecznym.

zderzenie planetoidy z Ganimedesem

Zderzenie planetoidy z księżycem Jowisza, Ganimedesem. Źródło: Naoyuki Hirata

Zagadkowe bruzdy Ganimedesa

Ganimedes jest największym księżycem w Układzie Słonecznym, większym nawet od planety Merkury, a także interesującym ze względu na oceany ciekłej wody pod jego lodową powierzchnią. Podobnie jak księżyc Ziemi, jest on zablokowany pływowo, co oznacza, że ​​zawsze pokazuje tę samą stronę do planety, wokół której krąży, a zatem ma również niewidoczną stronę. Na dużej części powierzchni księżyc ten jest pokryty bruzdami, które tworzą koncentryczne okręgi wokół jednego określonego punktu, co doprowadziło badaczy w latach 80. do wniosku, że są one wynikiem dużego zderzenia.

Dane z tego odległego obiektu są skąpe, co bardzo utrudnia badania. Planetolog z Uniwersytetu Kobe, Naoyuki Hirata, jako pierwszy zdał sobie sprawę, że domniemane miejsce zderzenia znajduje się niemal dokładnie na południku najbardziej oddalonym od Jowisza. Opierając się na podobieństwach do zderzenia z Plutonem, które spowodowało przesunięcie osi obrotu tej planety karłowatej, o czym dowiedzieliśmy się dzięki sondzie kosmicznej New Horizons, Hirata doszedło do wniosku, że Ganimedes przeszedł podobną reorientację.

Ponieważ Hirata jest specjalistą w symulowaniu uderzeń na księżycach i planetoidach, ta refleksja pozwoliła mu obliczyć, jaki rodzaj uderzenia mógł spowodować tę reorientację.

Ganimedes

Na dużej części powierzchni księżyca Jowisza, Ganimedesa, znajdują się bruzdy (po prawej), które tworzą koncentryczne okręgi wokół jednego konkretnego miejsca (po lewej, czerwony krzyż), co doprowadziło badaczy w latach 80. do wniosku, że są one wynikiem dużego uderzenia. Źródło: Naoyuki Hirata

Szczegóły starożytnej kosmicznej katastrofy

Planetoida, która uderzyła w Ganimedesa, prawdopodobnie miała średnicę około 300 kilometrów, około 20 razy większą od tej, która uderzyła w Ziemię 65 milionów lat temu i zakończyła erę dinozaurów, i utworzyła przejściowy krater o średnicy od 1400 do 1600 kilometrów. (Przejściowe kratery, szeroko stosowane w symulacjach laboratoryjnych i obliczeniowych, to jamy powstałe bezpośrednio po wykopaniu krateru i zanim materiał osiadł w kraterze i wokół niego).

Według przeprowadzonej symulacji, tylko uderzenie obiektu tej wielkości mogłoby sprawić, że zmiana w rozkładzie masy mogłaby spowodować przesunięcie osi obrotu księżyca do jego obecnej pozycji. Wynik ten jest prawdziwy niezależnie od tego, gdzie na powierzchni nastąpiło uderzenie.

Naukowcy chcą zrozumieć pochodzenie i ewolucję Ganimedesa i innych księżyców Jowisza. To olbrzymie uderzenie musiało mieć znaczący wpływ na wczesną ewolucję Ganimedesa, ale termiczne i strukturalne skutki uderzenia na wnętrze tego księżyca nie zostały jeszcze w ogóle zbadane.

Ganimedes

Rozkład bruzd i położenie środka systemu bruzd pokazane na półkuli, która zawsze jest zwrócona w stronę przeciwną do Jowisza (góra) i na cylindrycznej mapie rzutowej Ganimedesa (dół). Szare obszary przedstawiają geologicznie młody teren bez bruzd. Bruzdy (zielone linie) występują tylko na geologicznie starych terenach (czarne obszary). Źródło: Naoyuki Hirata

Ganimedes, interesujący ze względu na swoje podpowierzchniowe oceany, jest ostatecznym celem sondy kosmicznej JUICE ESA. Jeśli wszystko pójdzie dobrze, statek kosmiczny wejdzie na orbitę wokół księżyca w 2034 roku i będzie prowadził obserwacje przez sześć miesięcy, wysyłając mnóstwo danych, które pomogą odpowiedzieć na pytania związane z jego przeszłością.

Więcej informacji: publikacja „Giant impact on early Ganimedes and its subsequently reorientation” autorstwa Naoyuki Hirata, 3 września 2024 r., Scientific Reports.
DOI: 10.1038/s41598-024-69914-2

 

Opracowanie: Joanna Molenda-Żakowicz

 

Na ilustracji: Mozaika zdjęć księżyca Jowisza, Ganimedesa, złożona z najlepszych dostępnych obrazów z sond kosmicznych NASA Voyager 1 i 2 oraz Galileo NASA. Na zdjęciu Ganimedes znajduje się w centrum na 200 długości geograficznej zachodniej. Źródło obrazu: USGS Astrogeology Science Center/Wheaton/NASA/JPL-Caltech

Reklama