اللهم صل علی محمد و آل محمد و عجل فرجهم

ویژگی‌های گانیمد قمر مشتری

ویژگی‌های گانیمد قمر مشتری

گانیمد قمر مشتری

گانیمد (Ganymede) بزرگترین قمر مشتری و بزرگترین قمر منظومه شمسی است و حدوداً هر هفت روز یک‌بار مشتری را دور می‌زند. قطر گانیمد ۵۲۶۲ کیلومتر است و لذا از عطارد نیز اندکی بزرگتر است. گانیمد مانند سیاره‌ها میدان مغناطیسی و به‌تبع آن، مغناطیس‌سپهر یا مگنتوسفر مستقلی دارد، یعنی میدان مغناطیسی نه متاثر از مشتری بلکه ناشی از ویژگی‌های ساختاری خود آن است. وجود میدان مغناطیسی، بر سطح و جو گانیمد نیز اثر می ‌گذارد. گانیمد در کنار «آیو»، «اروپا» و «کالیستو» یکی از چهار قمری است که گالیله آن‌ها را در سال ۱۶۱۰ میلادی کشف کرد و به‌همین سبب آن‌ها را قمرهای گالیله‌ای می‌نامند. در ادامه ویژگی‌های گانیمد قمر مشتری با جزییات بیشتری بررسی می‌شود.

عکس گانیمد قمر مشتری

تصویر ۱. عکسی از گانیمد و رنگ طبیعی آن: تفاوت رنگ پوسته گانیمد (روشنی و تیرگی آن) در این تصویر مشخص است.

مطلب مرتبط: مشخصات سیارات منظومه شمسی

ویژگی‌های گانیمد قمر مشتری

دور بودن گانیمد از خورشید و نتیجتا منجمد بودن سطح آن، برخورداری از میدان مغناطیسی مستقل، برخورد اجرام آسمانی متعدد با سطح این قمر و احتمال وجود اقیانوس‌های شور زیرسطحی ویژگی‌هایی هستند که خود، به بروز ویژگی‌ها و پدیده‌های دیگری در درون و بیرون این قمر منجر شده‌اند. برخی از این موارد را بررسی می‌کنیم.

 

دمای گانیمد

گانیمد بسیار از زمین سردتر است. متوسط دمای سطح گانیمد طی روز از ۱۱۳- تا ۱۸۳- درجه سانتی‌گراد است. شب‌ها دما تا حدود ۱۹۳- درجه سانتی‌گراد نیز کاهش می‌یابد. مشتری و قمرهای آن ۳۰ برابر کمتر از زمین نور از خورشید دریافت می‌کنند. جو گانیمد نیز چندان متراکم نیست که بتواند گرمای آفتاب را حفظ کند.

 

ویژگی‌های سطح گانیمد

گانیمد از نظر زمین‌شناختی دو نوع پوسته دارد که با رنگ روشن (حدود ۶۰ درصد سطح گانیمد) و  تیره (حدود ۴۰ درصد سطح گانیمد) از هم متمایز شده‌اند. هر دو نوع پوسته قدمت بسیاری دارند و میلیاردها سال است که تغییر نکرده‌اند، اما نواحی روشن‌تر کمی جوان‌ترند. در نواحی تیره‌تر دهانه‌های برخوردی بیشتری وجود دارد. دهانه‌های برخوردی گودال‌های عمیقی هستند که در اثر برخورد اجرام آسمانی مختلف به سطح گانیمد پدید آمده‌اند.

همانطور که در تصاویر نیز پیداست، نواحی روشن‌تر بافت منظم‌تری دارند. دانشمندان در‌باره علت روشن‌‌تر بودن این نواحی فرضیه‌های مختلفی مطرح کرده‌اند اما علت قطعی آن هنوز مشخص نیست.

لکه‌های سفید سطح گانیمد

تصویر ۲. لکه‌های سفید سطح گانیمد، خطوط شعاعی ناشی از برخورد اجرام آسمانی با سطح این قمر هستند.


در هر دو ناحیه تیره و روشن، لکه‌های سفید متعددی به چشم می‌خورند. آن‌ها خطوط شعاعی ناشی از برخورد اجرام آسمانی با سطح گانیمد هستند که حول دهانه‌های برخوردی شکل گرفته‌اند. ارتفاع برخی از این این خطوط یا باریکه‌ها بیش از ۷۰۰ متر و طول‌شان هزاران کیلومتر است.

سطح گانیمد

تصویر ۳. بافت نسبتا منظم‌تر نواحی روشن‌تر سطح گانیمد


بررسی دهانه‌های برخوردی گانیمد نشان می‌دهد که حدود ۴ میلیون سال پیش، اجرام آسمانی پرشماری به سطح این قمر برخورده‌اند. ماه نیز تقریبا در همان دوران، آماج برخورد اجرام آسمانی واقع شد و دهانه‌های برخوردی ماه گواه آن است. اما ظاهرا دهانه‌های برخوردی گانیمد مسطح‌تر یا کم‌عمق‌تر از دهانه‌های برخوردی ماه هستند، شاید چون پوسته گانیمد، یخی و نتیجتا نرم‌تر است. بعضی از دهانه‌های برخوردی کاملا محو شده‌اند و فقط ردی از آن‌ها باقی مانده است. به‌این نشانه‌ها، محونگاره (palimpsest) می‌گویند.

برجستگی‌های قطبی گانیمد در اثر برخورد پرتوهای کیهانی با سطح منجمد گانیمد پدید آمده‌اند. باتوجه به این‌که گانیمد میدان مغناطیسی دارد، نواحی قطبی آن نسبتا آسیب‌پذیرتر هستند و لذا تابش پرتوهای شدید به‌این نواحی توازن مولکول‌های آب را در دو قطب گانیمد بازپخش کرده است و نتیجتا چنین برجستگی‌هایی پدید آورده است.

دو دهانه‌ برخوردی در سطح گانیمد

تصویر ۴. عکسی واضح از دو دهانه‌ برخوردی در سطح گانیمد: گولا (Gula) بالا و آخولئوس (Achelous) پایین

مطلب مرتبط: مغناطیس‌سپهر یا مگنتوسفر چیست و چه کاری انجام می‌دهد؟

ساختار درونی گانیمد

یکی از قوی‌ترین نظریه‌ها درباره ساختار درونی گانیمد می‌گوید، گوشته این قمر به دو ناحیه گرم و منجمد تقسیم شده است. زیر آن‌ها ناحیه‌ای از جنس سیلیکات وجود دارد و هسته گانیمد نیز از جنس سولفید آهن مایع است. با بررسی‌های بیشتر این احتمال نیز مطرح شد که شاید کانونی‌ترین نقطه گانیمد یعنی هسته داخلی آن از جنس آهن جامد است. برخی دانشمندان می‌گویند شاید مایع بودن هسته گانیمد سبب شده است گانیمد میدان مغناطیسی ویژه خود را داشته باشد.

ساختار درونی گانیمد

تصویر ۵. ساختار گانیمد: گانیمد سه لایه اصلی دارد که شامل هسته آهنی، گوشته سنگی و پوسته منجمد است.

مطلب مرتبط: سیاره‌های درونی و بیرونی منظومه شمسی

ویژگی‌های هواکره یا جو گانیمد

هواکره، اتمسفر یا همان جو گانیمد بسیار رقیق است و از مولکول‌های اکسیژن تشکیل شده است. در سال ۱۹۹۵ میلادی تلسکوپ فضایی هابل داده‌هایی به زمین مخابره کرد که نشان می‌داد جو گانیمد بسیار رقیق است. طیف‌سنجی جو گانیمد با پرتو فرابنفش نشان داد که اتمسفر گانیمد اتم‌ اکسیژن دارد.

احتمالا برخورد مکرر بادهای خورشیدی با سطح گانیمد، هیدروژن و اکسیژن موجود در مولکول‌های آبِ سطح منجمد گانیمد را از هم جدا کرده است. نتیجتاً اتم‌های هیدروژن که سبک‌تر بودند در فضا پراکنده شده‌اند اما اتم‌های اکسیژن کم سنگین‌تر بودند در جو گانیمد باقی مانده‌اند. باتوجه به این‌که گانیمد نیز میدان مغناطیسی دارد، احتمالا برخورد بادهای خورشیدی با جو گانیمد سبب می‌شود تا در نواحی قطبی این قمر نیز مانند زمین، شفق‌های قطبی ایجاد شود.

 

احتمال حیات در گانیمد

اگر گانیمد واقعا اقیانوس‌های زیرسطحی داشته باشد، ممکن است شکلی از حیات نیز در آن امکان‌پذیر باشد. اما اثبات آن بسیار مشکل است زیرا اگر گانیمد واقعا چنین لایه‌هایی از آب مایع داشته باشد، این لایه‌ها در نقاط بسیار عمیقی هستند و یخ ضخیمی آن‌ها را پوشانده است.

 

کوتاه درباره ویژگی‌های گانیمد قمر مشتری

  • گانیمد بزرگترین قمر مشتری و بزرگترین قمر منظومه شمسی است.
  • گانیمد هفتیمن قمر دور از مشتری است.
  • قطر گانیمد ۵۲۶۲ کیلومتر است و لذا از سیاره عطارد بزرگتر است.
  • گانیمد سه لایه اصلی دارد: هسته آهنی، گوشته سنگی و پوسته منجمد.
  • طول مدار گردش گانیمد دور مشتری ۱,۰۷۰,۴۰۰ کیلومتر است و هر ۷ روز و ۳ ساعت، یک‌بار مشتری را دور می‌زند.
  • طبق کشفیات فعلی دانشمندان، گانیمد تنها قمری در منظور شمسی است که مستقلاً میدان مغناطیسی دارد. سایر قمرها تحت تاثیر میدان مغناطیسی سیاره خود هستند.
  • گانیمد تنها قمر کشف‌شده تاکنون است که مغناطیس‌سپهر یا مگنتوسفر دارد.
  • گانیمد کلاهک‌های قطبی دارد. احتمالا تعامل یخ و پلاسمای موجود در گانیمد و متراکم شدن میدان مغناطیسی در آن نقطه این برجستگی‌های یخی را پدید آورده است.
  • گانیمد قمر کم‌چگالی است یعنی ذرات تشکیل‌دهنده آن چندان متراکم نیستند لذا با این‌که از عطارد بزرگتر است اما جرم آن نصف جرم عطارد است. نیمی از ترکیبات گانیمد، آب منجمد است و به‌همین علت، چگالی گانیمد نسبتا کم است.
  • اثر گرانشی مشتری گانیمد را مرتبا سمت خود می‌کشد و از خود می‌راند. این نوع جزر و مد، لایه‌های زیرین گانیمد را می‌ساید و اصطکاک ایجاد می‌کند. همین فرآیند، زیر سطح گانیمد، یک یا شاید دو اقیانوس شور ایجاد کرده است.
  • گانیمد یکی از چهار قمری است که گالیله آن‌ها را در سال ۱۶۱۰ کشف کرد. این چهار قمر شامل گانیمد، آیو، کالیستو و اروپ را قمرهای گالیله‌ای می‌نامند.

مطلب مرتبط: گانیمد بزرگ‌ترین قمر منظومه شمسی: مطالب جالب درباره گانیمد

جدول ویژگی‌های گانیمد قمر مشتری

قطر گانیمد ۵,۲۶۲.۴ کیلومتر
جرم گانیمد ۱۰۲۳ * ۱.۴۸ کیلوگرم (دو برابر جرم ماه)
سیاره مرکزی مشتری
فاصله مدار گانیمد از مشتری ۱,۰۷۰,۴۰۰ کیلومتر
مدت هر گردش گانیمد حول مشتری ۷.۱۶ روز زمینی
سرعت گردش گانیمد حول مشتری ۳۹,۱۶۵.۶ کیلومتر در ساعت
دمای سطح گانیمد ۱۱۳- تا ۱۹۳- درجه سانتی‌گراد
مساحت گانیمد  ۸۶,۹۹۹,۶۶۵.۹۳ کیلومتر مربع