История нашей солнечной системы полна бурь. Печально известный астероид Чиксулуб, уничтоживший динозавров 66 миллионов лет назад, был лишь одним из многих космических камней, которые обрушивались на планеты и их луны с момента их формирования.
Теперь новые исследования раскопали еще более катастрофическое столкновение в далеком прошлом нашей солнечной системы: астероид в 20 раз больше ударника Чиксулуб вызвал хаос планетарного масштаба четыре миллиарда лет назад. И несчастным получателем стал Ганимед, крупнейший спутник Юпитера.
В исследовании, опубликованном во вторник в журнале Scientific Reports , автор Наоюки Хирата , планетолог из Университета Кобе в Японии, подробно описывает топографические подсказки на Ганимеде, которые иллюстрируют, насколько масштабными были последствия этого столкновения.
Лицо Ганимеда покрыто круглыми бороздами, которые, кажется, исходят из одной точки. Астрономы давно рассматривали их как свидетельство того, что в него что-то врезалось.
«Мы знаем, что эта особенность была создана ударом астероида около четырех миллиардов лет назад», — говорит Хирата. «Но мы не были уверены, насколько сильным было это столкновение и какое влияние оно оказало на Луну».
Однако внимание Хираты привлекли не размеры или глубина кратера, а его положение. Яблочко смотрит прямо в сторону от Юпитера. Это странное выравнивание указывает на возможность того, что луна сместилась по своей оси вращения в прошлом. Может ли катастрофическое воздействие, которое вылепило характерные шрамы Ганимеда, также быть причиной нынешней конфигурации спутника?
Чтобы понять происхождение системы борозд, Хирата смоделировал столкновения на компьютере, чтобы увидеть, какой сценарий мог создать современный ландшафт Ганимеда. Его модели обнаружили, что астероид и материал, который он вытолкнул при ударе, отягощали луну в месте кратера, достаточно, чтобы повернуть все планетарное тело вокруг. Ганимед — это приливно заблокированная луна, что означает, что она всегда показывает одну и ту же сторону Юпитеру, и в результате удара кратер постоянно скрыт от Юпитера.
Как бы революционно это ни звучало, это не первый известный случай падения астероида на небесное тело. Из снимков, полученных космическим зондом NASA New Horizons, ученые сделали вывод, что подобный удар астероида изменил распределение льда на Плутоне и сместил его ориентацию в далеком прошлом.
С помощью обратного проектирования положения Ганимеда Хирата вычислил, что удар луны был шириной 186 миль, или примерно в 20 раз больше астероида Чиксулуб. Когда он врезался в Ганимед, он оставил на земле кратер, примерно равный по площади штату Аляска, который позже был заполнен падающими обломками. По словам Хираты, только кратер такого масштаба мог быть достаточно сильным, чтобы перестроить Ганимед, независимо от того, где астероид приземлился.
Эндрю Домбард, планетолог из Иллинойсского университета в Чикаго, не принимавший участия в исследовании, рассказал, что модель исследования может не учитывать все компоненты ледяной структуры Ганимеда.
«Я думаю, что это очень хорошо для установления того, что этот процесс может происходить, но я не обязательно доверяю цифрам», — сказал он.
Ганимед — крупнейший спутник в Солнечной системе, и он немного больше планеты Меркурий. Тем не менее, чудовищный астероид, который врезался в него, перекроил бы этот мир изнутри и снаружи. Хирата предполагает, что помимо изменения ориентации спутника, удар также мог бы снести поверхностный слой Ганимеда и изменить его внутреннюю часть.
«Понять все эти перекрывающиеся события на поверхности спутников — сложная задача», — говорит Ли Флетчер, планетолог из Университета Лестера в Англии. «Это изящная попытка перевести часы вспять с помощью компьютерного моделирования в поисках объяснения распределения шрамов по Ганимеду».
Живая история Ганимеда — лишь одна из его многочисленных научных прелестей. Кроме того, ледяной мир может скрывать подземное море жидкой воды, которое примерно в десять раз глубже океанов Земли. Исследователи считают, что эта луна потенциально может быть пригодной для жизни, какой мы ее знаем.
Космический аппарат, запущенный Европейским космическим агентством в прошлом году, уже на пути к более близкому рассмотрению. Jupiter Icy Moons Explorer, или JUICE , прибудет на орбиту Юпитера в 2034 году после 11 лет космических путешествий. Его миссия, как ожидается, продлится восемь месяцев. Среди почти 100 лун Юпитера, которые окружают газового гиганта, основным объектом исследования JUICE является не что иное, как Ганимед, лунный монстр, обладающий собственным магнитным полем — единственная луна с таким отличием — и имеющий сложное ядро.
Оснащенная камерами высокого разрешения, спектрографами и магнитометрами, миссия JUICE должна быть более чем оснащена, чтобы пролить новый свет на прошлое Ганимеда. И она сможет получить крупный план топографии луны, предоставив дополнительные данные о древнем ударе астероида.
«Космические аппараты Voyager 1 и 2, а также Galileo наблюдали Ганимед; однако многие области Ганимеда до сих пор не были сфотографированы с достаточным разрешением», — сказал Хирата. «Я с нетерпением жду данных от JUICE».
