Крупнейший спутник Юпитера нагревается. И это не имеет права происходить.
Ганимед — аномалия во всех смыслах. Его ширина составляет почти 3300 миль, что кардинально превосходит размеры нашей Луны. Он больше Меркурия — той крошечной планеты, которая выглядит скорее случайным дополнением к системе. Ганимед — самый крупный спутник в Солнечной системе.
У него есть еще одна отличительная черта, отделяющая его от всех остальных спутников. У Ганимеда есть собственное магнитное поле. Оно было обнаружено зондом «Галилео» в 1996 году и питается энергией от бурлящего ядра из жидкого железа.
Вот в чем загвоздка. Ученые до сих пор не могут договориться о том, как это железо оказалось там в самом начале.
«Многие исследования формирования предполагают, что Ганимед сформировался слишком холодным, чтобы изначально иметь металлическое ядро. В то же время многие модели… предполагают, что ядро Ганимеда сформировалось… когда формировался и сам спутник… Оба эти утверждения… не могут быть верными одновременно».
— Кевин Трин (планетолог из Калифорнийского технологического института)
Это парадокс. Согласно общепринятой точке зрения, большие каменистые тела, подобные Земле, нагреваются, плавятся изнутри и быстро формируют структуру «ядро-мантия-кора». Это происходит рано — в первые 200 миллионов лет истории Солнечной системы.
Но спутники малы. Они остывают. Они должны быть мертвыми каменными телами. Так откуда взялось такое внутреннее тепло Ганимеда, что оно запустило эффект динамо-машины?
Новая статья, опубликованная 6 мая в журнале Science Advances, предполагает, что спутник не был горячим с самого начала. Он начался холодным.
Поздний расцвет
Представьте это как тесто. Холодное. Твердое.
Вместо огненного начала Ганимед сформировался тихо. Замороженный. Темный. Затем, в течение миллиардов лет, что-то изменилось.
Новая модель предполагает «динамо-машину, приводимую в действие нагревом». Она переворачивает с ног на голову учебники планетологии. Обычно мы думаем, что небесные тела нагреваются, а затем остывают. Возможно, Ганимед миллиарды лет просто нагревался.
Этот процесс сейчас поддерживают два механизма.
- Радиоактивный распад. Тяжелые изотопы в теле спутника распадаются, превращаясь в более легкие элементы. Тепло — побочный продукт этого процесса.
- Приливный нагрев. Юпитер огромен. Его гравитация не просто притягивает, она сжимает. По мере орбитального движения Юпитер растягивает Ганимед. Выминает его. Как гигантский ледяной багет, который то разрывают, то вновь соединяют. Трение. Тепло.
Это внутреннее трение плавит комки железного сульфида. Металл плотнее окружающего камня, поэтому он оседает вниз. В центр. Накопляется.
Эти комки питают ядро. Ядро бурлит. Это движение создает магнитное поле.
Процесс запутанный. Он начался поздно. Но он работает.
Почему это важно?
Взгляните на звезды. Экзопланет повсюду. Каменные. Похожие на Землю. Мы ищем там жизнь, потому что для жизни необходима защита от радиации. Магнитное поле — это своего рода силовое поле. Без него поверхность выжигается космическими лучами и звездным ветром.
Земля имеет такое поле. Оно слабое. Честно говоря, слабее магнита на вашем холодильнике. Но оно нас спасает.
Если теория о Ганимеде верна — если «холодные старты» ядер реально существуют в космосе, — мы можем иметь дело с новым способом образования защитных щитов у планет. Не только у гигантов. Но и у молодых. У тихих. У миров, которые начали с замерзшего состояния и медленно «пробуждались».
Кевин Трин сказал в интервью Live Science:
«Могут существовать молодые каменистые экзопланеты… которые будут благоприятными для недавней динамо-машины, вызванной нагревом… Сложность заключается в том, что никто пока не обнаружил такую динамо-машину».
Пока мы их не нашли.
Но мы, возможно, ищем не тот вид тепла. Может быть, нам не следует ожидать, что каждый обитаемый мир рождается в огне. Некоторые из них, возможно, просто постепенно повышают температуру термостата, по одному витку за орбиту.
