Kolosalne uderzenie asteroidy w Jupiter księżyc Ganimedes nie tylko zmienił swój fizyczny krajobraz, ale mógł także zmienić swój obrót, nawiązując do kataklizmów na Ziemi i Pluton.
Około 4 miliardy lat temu asteroida uderzyła w Ganimedesa. Teraz badacz z Uniwersytetu w Kobe odkrył, że oś największego księżyca Układu Słonecznego przesunęła się w wyniku uderzenia. Potwierdziło to, że asteroida 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.
Ganimedes: niezwykły księżyc
Ganimedes to największy księżyc Układu Słonecznego, większy nawet od planety Merkury, a także interesujący 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 planety, którą orbituje, a zatem ma również stronę niewidoczną. Na dużej części powierzchni Księżyca znajdują się bruzdy tworzące koncentryczne okręgi wokół jednego konkretnego miejsca, co doprowadziło badaczy w latach 80. XX wieku do wniosku, że są one wynikiem dużego uderzenia.
„Księżyce Jowisza Io, EuropyGanimedes i Kallisto mają interesujące cechy indywidualne, ale moją uwagę przykuły bruzdy na Ganimedesie” – mówi planetolog z Uniwersytetu w Kobe Naoyuki Hirata. Kontynuuje: „Wiemy, że ten obiekt powstał w wyniku uderzenia asteroidy około 4 miliardy lat temu, ale nie byliśmy pewni, jak duże było to uderzenie i jaki wpływ miało na Księżyc”.
Enigmatyczne bruzdy Ganimedesa
Brakuje danych z odległego obiektu, co utrudnia badania, dlatego Hirata jako pierwszy zdał sobie sprawę, że rzekome miejsce uderzenia przypada niemal dokładnie na południk najbardziej oddalony od Jowisza. Czerpiąc z podobieństw do uderzenia w Plutona, które spowodowało przesunięcie osi obrotu planety karłowatej, i o którym dowiedzieliśmy się dzięki sondzie kosmicznej New Horizons, wynika, że Ganimedes również przeszedł taką reorientację.
Ponieważ Hirata jest specjalistą w symulowaniu zdarzeń uderzeniowych na księżycach i asteroidach, ta świadomość pozwoliła mu obliczyć, jakiego rodzaju uderzenie mogło spowodować tę zmianę orientacji.
Odkrywanie starożytnych wpływów
W dzienniku Raporty naukowebadacz z Uniwersytetu w Kobe opublikował obecnie, że asteroida miała prawdopodobnie średnicę około 300 kilometrów, czyli około 20 razy większą od tej, która uderzyła w Ziemię 65 milionów lat temu i zakończyła erę dinozaurów oraz utworzyła przejściowy krater pomiędzy 1400 a 1400 rokiem. i średnicy 1600 km. (Kratery przejściowe, szeroko stosowane w symulacjach laboratoryjnych i obliczeniowych, to wgłębienia powstałe bezpośrednio po wykopaniu krateru i zanim materiał opadnie w kraterze i wokół niego.)
Według jego symulacji jedynie wpływ tej wielkości zwiększa prawdopodobieństwo, że zmiana w rozkładzie masy może spowodować przesunięcie osi obrotu Księżyca do obecnego położenia. Wynik ten obowiązuje niezależnie od tego, gdzie na powierzchni nastąpiło uderzenie.
Dalsze odkrywanie tajemnic Ganimedesa
„Chcę zrozumieć pochodzenie i ewolucję Ganimedesa i innych księżyców Jowisza. Gigantyczne uderzenie musiało mieć znaczący wpływ na wczesną ewolucję Ganimedesa, ale termiczne i strukturalne skutki uderzenia we wnętrze Ganimedesa nie zostały jeszcze w ogóle zbadane. Wierzę, że w następnej kolejności można przeprowadzić dalsze badania dotyczące wewnętrznej ewolucji lodowych księżyców” – wyjaśnia Hirata.
Interesujący ze względu na swoje podziemne oceany Ganimedes jest ostatecznym celem sondy kosmicznej JUICE należącej do ESA. Jeśli wszystko pójdzie dobrze, sonda wejdzie na orbitę wokół Księżyca w 2034 roku i będzie prowadzić obserwacje przez sześć miesięcy, przesyłając mnóstwo danych, które pomogą odpowiedzieć na pytania Hiraty.
Odniesienie: „Gigantyczny wpływ na wczesny Ganimedes i jego późniejsza reorientacja”, Naoyuki Hirata, 3 września 2024 r., Raporty naukowe.
DOI: 10.1038/s41598-024-69914-2
Badania te zostały sfinansowane przez Japońskie Towarzystwo Promocji Nauki (granty 20K14538 i 20H04614) oraz Stowarzyszenie Nauki i Technologii Hyogo.
