Γίγαντας πλανήτης, μεγάλα φεγγάρια: οι 4 διασημότεροι δορυφόροι του Δία

Περίπου 400 χρόνια πριν, ο Γαλιλαίος έστρεψε το τηλεσκόπιό του προς τον πλανήτη Δία, όπου και παρατήρησε 4 σώματα τα οποία αργότερα ταυτοποίησε ως δορυφόρους του. Τα σώματα αυτά είναι τα φεγγάρια Ιώ, Ευρώπη, Γανυμήδης και Καλλιστώ, τα οποία είναι γνωστά ως Γαλιλαϊκοί δορυφόροι (Galilean moons)*. Αποτελούν τα μεγαλύτερα από τα… 80 γνωστά φεγγάρια του Δία**! 

Ο αριθμός αυτός είναι εξαιρετικά μεγάλος, ειδικά αν συγκριθεί με τον αριθμό των δορυφόρων των κοντινών μας βραχωδών (ή “γήινων”) πλανητών. Ο Ερμής και η Αφροδίτη δεν έχουν κανένα, η Γη μόνο ένα (Σελήνη), ο Άρης δύο (Φόβος και Δείμος). Οι αέριοι γίγαντες (ή “Δίιοι”) έχουν περισσότερους δορυφόρους. Ο Κρόνος έχει 83, ο Ποσειδώνας 14, o Ουρανός 27. Αρκετά από αυτά ωστόσο δεν έχουν επιβεβαιωθεί ακόμα.

Ας εστιάσουμε τώρα στα σημαντικότερα από τα φεγγάρια του Δία, δηλαδή την Ιώ, την Ευρώπη, τον Γανυμήδη και την Καλλιστώ (τα οποία παρουσιάζονται στην Εικόνα 1). Πληροφορίες για τα υπόλοιπα, μπορείτε να βρείτε εδώ, καθώς και για την αποστολή JUICE εδώ. 

Ιώ:

Με ακτίνα λίγο μεγαλύτερη από τη δική μας Σελήνη, η Ιώ είναι ένας δορυφόρος κυριολεκτικά γεμάτος από ενεργά ηφαίστεια! Το Voyager 1 τράβηξε την πρώτη φωτογραφία ενός τέτοιου ηφαιστείου το 1979, ενώ μια πρώτη μελέτη του δορυφόρου είχε γίνει από τα Pioneer 10 & 11 περίπου 5 χρόνια πριν. Η Ιώ αποτελεί μια σημαντική πηγή πλάσματος για τη μαγνητόσφαιρα του Δία και το υλικό που δραπετεύει από την επιφάνειά της, κυρίως ιόντα θείου, σχηματίζει ένα χαρακτηριστικό τόρο (ναι, το γνωστό “ντόνατ”!) πλάσματος (Εικόνα 2 και εδώ). Ο ρυθμός εκτόξευσης μάζας από την Ιώ είναι πραγματικά εντυπωσιακός, καθώς υπολογίζεται μεταξύ 500kg και ενός τόνου το δευτερόλεπτο! Η έντονη δραστηριότητα οφείλεται στην πανίσχυρη βαρυτική έλξη του Δία, αλλά και στην έλξη από τα φεγγάρια Γανυμήδη και Ευρώπη. Τέλος, λόγω της έντονης ακτινοβολίας στο περιβάλλον του δορυφόρου (από τον τόρο πλάσματος), θεωρείται δύσκολο η Ιώ να μπορεί να φιλοξενεί ζωή.

Ευρώπη:

Η Ευρώπη έχει περίπου το ίδιο μέγεθος με τη Σελήνη και αποτελεί έναν πολύ σημαντικό κόσμο για τους ερευνητές. Μοιάζει – με πολλή φαντασία – με τη Γη μας, με την έννοια ότι διαθέτει πυρήνα σιδήρου και έναν βραχώδη μανδύα. Επιπλέον, είναι μια πολλά υποσχόμενη περίπτωση ουράνιου σώματος με συνθήκες που ίσως ευνοούν την ύπαρξη ζωής. Για το λόγο αυτό επιλέχτηκε η καταστροφή του Galileo στο τέλος της αποστολής του, οδηγώντας το στην ατμόσφαιρα του Δία, ώστε να αποφευχθεί η τυχόν μόλυνση της Ευρώπης. Η επιφάνειά της είναι καλυμμένη με πάγο, στον οποίο διακρίνονται ρωγμές (Εικόνα 3). Με τα υπάρχοντα δεδομένα, οι επιστήμονες πιστεύουν ότι στο εσωτερικό της Ευρώπης υπάρχει ένας υπόγειος ωκεανός, με ποσότητα νερού τουλάχιστον διπλάσια από όλους τους ωκεανούς της Γης! Η Ευρώπη επίσης πιθανόν να έχει ηφαίστεια, αν και… παγωμένα (κρυοηφαίστεια/cryovolcanos). Συγκεκριμένα, έχουν παρατηρηθεί εκτοξεύσεις (plumes) νερού με μεγάλες ποσότητες αλάτων, που πιθανότατα οφείλονται σε γεωλογικές δραστηριότητες λόγω των παλιρροϊκών δυνάμεων που ασκεί ο Δίας. Ανάλογες εικόνες έχουν παρατηρηθεί και στον δορυφόρο του Κρόνου, Εγκέλαδο.

Γανυμήδης:

Ο Γανυμήδης είναι ο μεγαλύτερος δορυφόρος στο ηλιακό μας σύστημα. Η επιφάνειά του είναι βραχώδης, με περιοχές που καλύπτονται από πάγο. Το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble βρήκε ενδείξεις για την ύπαρξη ενός υπόγειου ωκεανού πλούσιου σε άλατα. Η ύπαρξη νερού παρέχει ένα από τα απαραίτητα συστατικά για την ανάπτυξη ζωής (τουλάχιστον με τα στοιχεία που διαθέτουμε σήμερα), αν και προς το παρόν δεν υπάρχουν παραπάνω ενδείξεις για αυτό. Οι μετρήσεις του Galileo οδήγησαν σε μια σημαντική ανακάλυψη: ο δορυφόρος αυτός έχει το δικό του μαγνητικό πεδίο, κάτι που τον κάνει μοναδικό (μέχρι στιγμής) στο Ηλιακό μας Σύστημα. Επιπλέον, ο Γανυμήδης έχει το δικό του σέλας (Εικόνα 4)!

Καλλιστώ:

Η Καλλιστώ είναι ο πιο απομακρυσμένος από τους Γαλιλαϊκούς δορυφόρους και επιπλέον έχει τους περισσότερους κρατήρες (Εικόνα 5) από κάθε άλλο σώμα στο Ηλιακό μας Σύστημα! Αν και έχει μέγεθος συγκρίσιμο με τον Ερμή, η μάζα της είναι περίπου το ⅓ αυτής του πλανήτη. Σε αντίθεση με τους υπόλοιπους τρεις “συγγενείς” της, δεν παρατηρείται κάποια σημαντική γεωλογικής φύσεως δραστηριότητα στην επιφάνειά της, η οποία είναι γενικά βραχώδης και καλύπτεται σε ορισμένες περιοχές από πάγο. Ενδείξεις για την ύπαρξη ενός υπόγειου ωκεανού υπάρχουν και για την Καλλιστώ, αν και είναι λιγότερο σαφείς σε σχέση με την Ευρώπη και τον Γανυμήδη. Για το λόγο αυτό, η Καλλιστώ είναι λιγότερο “διάσημη” από τους υπόλοιπους Γαλιλαϊκούς δορυφόρους. Ωστόσο, αυτό μπορεί ν’ αλλάξει αν η ύπαρξη του υπόγειου ωκεανού επιβεβαιωθεί. Επιπλέον, η Καλλιστώ μπορεί να δώσει σημαντικά στοιχεία για την αρχική περίοδο σχηματισμού των Γαλιλαϊκών δορυφόρων.

* Αρχικά ο Γαλιλαίος τα ονόμασε πλανήτες των Μεδίκων, προς τιμήν της ομώνυμης οικογένειας. Το όνομα αυτό χρησιμοποιήθηκε τουλάχιστον μέχρι τα μέσα του 1800.

** Διευκρινίζουμε στο σημείο αυτό ότι δεν έχουν αναγνωριστεί (και ονομαστεί) επίσημα όλοι ο δορυφόροι του Δία παρά μόνο οι 57.

Προσομοιώσεις των τροχιών των Γαλιλαϊκών δορυφόρων και του εσωτερικού τους : 

https://www.esa.int/ESA_Multimedia/Videos/2021/07/The_orbits_of_the_Galilean_moons

https://www.esa.int/ESA_Multimedia/Videos/2021/07/Inside_the_Galilean_moons

Πηγές & επιπλέον υλικό:

https://solarsystem.nasa.gov/moons/jupiter-moons/io/overview/

https://solarsystem.nasa.gov/moons/jupiter-moons/europa/overview/

https://solarsystem.nasa.gov/moons/jupiter-moons/ganymede/overview/

https://solarsystem.nasa.gov/moons/jupiter-moons/callisto/overview/