Największy księżyc Jowisza nagrzewa się. A to nie ma prawa się zdarzyć.
Ganimedes jest anomalią pod każdym względem. Jego szerokość wynosi prawie 5300 mil, czyli jest znacznie większa niż nasz Księżyc. Jest większa od Merkurego, tej maleńkiej planety, która bardziej przypomina przypadkowy dodatek do układu. Ganimedes to największy księżyc Układu Słonecznego.
Ma jeszcze jedną charakterystyczną cechę, która odróżnia go od wszystkich innych satelitów. Ganimedes ma własne pole magnetyczne. Została odkryta przez sondę Galileo w 1996 roku i jest napędzana przez wirujący rdzeń z ciekłego żelaza.
Oto sedno. Naukowcy wciąż nie są zgodni co do tego, jak to żelazo znalazło się tam na samym początku.
“Wiele badań nad powstawaniem sugeruje, że Ganimedes uformował się zbyt zimno, aby początkowo mieć metaliczny rdzeń. Jednocześnie wiele modeli… sugeruje, że rdzeń Ganimedesa powstał… podczas formowania się samego satelity… Obydwa te stwierdzenia… nie mogą być jednocześnie prawdziwe.”
— Kevin Treen (planetarnik w Caltech)
To jest paradoks. Konwencjonalna mądrość głosi, że duże ciała skaliste, takie jak Ziemia, nagrzewają się, topią od wewnątrz i szybko tworzą strukturę rdzeń-płaszcz-skorupa. Dzieje się to wcześnie – w ciągu pierwszych 200 milionów lat historii Układu Słonecznego.
Ale satelity są małe. Ochładzają się. To muszą być martwe kamienne ciała. Skąd więc wzięło się takie wewnętrzne ciepło Ganimedesa, że wywołało efekt dynama?
Nowy artykuł opublikowany 6 maja w czasopiśmie Science Advances sugeruje, że na początku satelita nie był gorący. Zaczęło się zimno.
Późny rozkwit
Pomyśl o tym jak o cieście. Zimno. Solidny.
Zamiast ognistego początku, Ganimedes uformował się cicho. Mrożony. Ciemny. Potem, w ciągu miliardów lat, coś się zmieniło.
Nowy model wykorzystuje „dynamo uruchamiane termicznie”. Wywraca do góry nogami podręczniki nauk planetarnych. Zwykle myślimy o ciałach niebieskich jako o nagrzewaniu się, a następnie ochładzaniu. Być może Ganimedes po prostu rozgrzewa się od miliardów lat.
Proces ten jest obecnie wspierany przez dwa mechanizmy.
- Rozpad radioaktywny. Ciężkie izotopy w ciele satelity rozpadają się, zamieniając się w lżejsze pierwiastki. Produktem ubocznym tego procesu jest ciepło.
- Ogrzewanie pływowe. Jowisz jest ogromny. Jego grawitacja nie tylko przyciąga, ale także ściska. Gdy Jowisz krąży po orbicie, rozciąga Ganimedesa. Wybija to. Jak gigantyczna lodowa bagietka, którą rozrywa się i składa z powrotem. Tarcie. Ciepły.
To tarcie wewnętrzne topi grudki siarczku żelaza. Metal jest gęstszy niż otaczający go kamień, więc osiada. Do centrum. Kumuluje się.
Te grudki zasilają jądro. Jądro wrze. Ruch ten wytwarza pole magnetyczne.
Proces jest mylący. Zaczęło się późno. Ale to działa.
Dlaczego to jest ważne?
Spójrz na gwiazdy. Egzoplanety są wszędzie. Kamień. Podobny do Ziemi. Szukamy tam życia, bo życie wymaga ochrony przed promieniowaniem. Pole magnetyczne jest rodzajem pola siłowego. Bez tego powierzchnia jest wypalana przez promienie kosmiczne i wiatr gwiazdowy.
Ziemia ma takie pole. To jest słabe. Szczerze mówiąc, słabszy niż magnes na lodówce. Ale to nas ratuje.
Jeśli teoria Ganimedesa jest poprawna – jeśli w przestrzeni kosmicznej rzeczywiście istnieją „zimne starty” jąder – możemy mieć do czynienia z nowym sposobem tworzenia przez planety tarcz ochronnych. Nie tylko giganci. Ale także dla młodych ludzi. Ci cisi. Światy, które rozpoczęły się ze stanu zamrożenia i powoli „budziły się”.
Kevin Treen powiedział Live Science:
„Mogą istnieć młode skaliste egzoplanety… które byłyby korzystne dla niedawnych dynamów wywołanych ogrzewaniem… Wyzwanie polega na tym, że nikt jeszcze nie odkrył takiego dynama.”
Jeszcze ich nie znaleźliśmy.
Ale być może szukamy niewłaściwego rodzaju ciepła. Być może nie powinniśmy oczekiwać, że każdy zamieszkały świat rodzi się w ogniu. Niektóre z nich mogą po prostu stopniowo zwiększać temperaturę termostatu, po jednym okrążeniu na okrążenie.
