A fantasztikus Galilei-holdak

A legnagyobb kísérő égitest és a legkülönösebb szerkezetű hold

Galileo Galilei, a kiváló olasz tudós, a csillagászat késő-középkori, kora újkori nagy forradalmának egyik legjelesebb zászlóvivője 1610. január 7-nek hideg, derült, csillagfényes éjszakáján Naprendszerünk leghatalmasabb bolygójára, az óriási Jupiterre irányította csillagászati távcsövét, s szeme előtt négy kísérő égitest tűnt fel a roppant planéta mellett, a gigászi bolygó négy legnagyobb holdja: a Callisto, a Ganymedes, az Europé és az Io. Hamarosan viszont tudományos vita robbant ki közte és egy német csillagász, Simon Marius között arról, ki fedezte fel hamarabb az égitesteket. S bár sokáig egyedül Galileit tartották az egyetlen felfedezőjüknek – összefoglaló nevükön ezért is nevezték el őket Galilei-holdaknak – mára elismerték, hogy egy időben bukkantak rájuk. Ám ennél sokkal fontosabb tény, hogy mindegyikük egy-egy különös, fantasztikus világ, melyek ma is lázba hozzák a Világegyetem kutatóit, lévén, hogy minél többet tudunk meg róluk, annál több, válaszra váró kérdést vetnek fel…

Közöttük a legnagyobb a Ganymedes, a Naprendszer leghatalmasabb kísérő égiteste, mely – akárcsak a sorban utána következő Titan, a Szaturnusz legméretesebb holdja – még a Merkúrnál is nagyobb, sőt a Ganymedes háromnegyed akkora, mint a Mars, s ha a Nap körül keringene, bolygónak minősülne (miként a Titan is). Ám a Ganymedes nemcsak a mérete miatt különleges, hanem azért is, mert ez az egyetlen kísérő égitest, mely saját mágneses erőtérrel rendelkezik, miközben a Mars és a Vénusz elvesztette azt. Vagyis olvadt vasmaggal is kell rendelkeznie, mert csak ennek konvekciós áramlatai képesek mágneses erőteret létre hozni körülötte, ami ráadásul kölcsönhatásban áll a Jupiter mágneses terével, mely – a Napé után – a legnagyobb az egész Naprendszerben, olyan hatalmas, hogy a Szaturnusz pályájáig nyúlik el. Tehát ha a Jupiter és a Szaturnusz egy vonalban áll, mágneses erőtereik részben átfedik egymást… De visszatérve a Ganymedeshez. Az amerikai Hubble-űrtávcsővel felfedezték, hogy e hold sarkvidékei fölött is megjelenik a sarki fény, s mivel az égitest a Jupiter mágneses tere hatása alatt is áll, az anyabolygó mágneses terének változásaival együtt a sarki fények is változnak rajta.

A holdat illetően már az 1970-es években úgy vélték a bolygókutatók, hogy felszíne alatt folyékony víz létezhet. A Jupitert és holdrendszerét kutató amerikai Galileo-űrszonda pedig amellett, hogy felfedezte a Ganymedes mágneses erőterét, megerősítette a felszín alatti víz meglétére vonatkozó elméletet is, mivel a vizsgálatok szerint elektromosan vezető anyag – minden bizonnyal sós víz – található a felszíne alatt, a Hubble-lel végzett megfigyelések pedig még inkább igazolták, hogy hatalmas óceán rejtőzhet itt. A Ganymedes szerkezete tehát valószínűleg a következő: legbelül szilárd belső vasmag helyezkedhet el, s e körül örvénylik a folyékony, izzó vas-szulfid külső mag, melynek konvekciós áramlatai mágneses erőteret gerjesztenek. Ezt burkolja be egy kőzetréteg, melyet jégkéreg fed be. S e belső kőzetréteg és jégkéreg, valamint a külső, főleg jégből, kisebb mértékben kőzetekből álló, 150 km vastag kéreg között helyezkedhet el a hatalmas, sós vizű óceán, melynek mélysége a 100 km-t is elérheti. Összehasonlításképpen: a Földön a legnagyobb óceáni mélység a csendes-óceáni mélytengeri Mariana-árok egyik szakaszán található, s mintegy 11 km-rel van a tengerszint alatt…

A Ganymedes egy újabb meglepetése, hogy a szintén amerikai Juno-űrszonda az északi pólus fölött áthaladva, a sarkhoz közeli térségben különös halmazállapotú, ún. amorf jéggel takart területet fényképezett le. Itt a Napból érkező folyamatos sugárzás hatására nem teljesen szilárd, üvegszerű, kristályszerkezet nélküli, folyadékszerű jég található. Az égitest egyébként hegyekkel, völgyekkel is tarkított felszínét két különböző részre oszthatjuk: az egyiket éppolyan mértékben elborítják a becsapódási kráterek, mint a holdfelszínt, tehát ez igen öreg, 3-3,5 milliárd éves, ami arra utal, hogy a holdóriás egyidős a mi égi kísérőnkkel. A felszín másik része viszont kevésbé, kráterezett, ami a fiatalabb voltára utal. De mi tüntethette el itt a korai felszínt? Vélhetően tektonikai mozgások, vagyis a múltban tektonikai mozgásoknak kellett zajlaniuk a Ganymedesen. De hogy milyen mozgások és miért csak a felszín egy részén, míg a másikon nem, ezt éppúgy tisztázni kell még, ahogy döntő bizonyítékokra vár a felszín alatti óceán meglétének az igazolása is, illetve annak kimutatása, hogy a déli sarkvidéken is található-e amorf jég…

A legkülső hold, a Ganymedestől (és a Titantól) nem sokkal kisebb Callisto egy csaknem teljesen más világ. Nincsenek hegyei, völgyei, tektonikai aktivitás itt sohasem volt, ám felszínét szinte teljesen elborítják a meteorok, kisbolygók becsapódásai révén keletkezett kráterek és az azokhoz tartozó gyűrűk. A Gipul Catena-alakzat pedig egy egyenes vonalban sorakozó krátersorozat, mely minden bizonnyal úgy jött létre, hogy egy aszteroida túl közel került a Jupiterhez, annak gravitációs ereje miatt darabjaira esett szét, majd ezek egymást követően becsapódtak a Callistóba, mely az egyik leginkább kráterezett hold az egész Naprendszerben, s ennek alapján 4 milliárd évesre becsülik a korát, szinte egyidős a Naprendszerrel. A kráterek mellett két óriási becsapódási medence is található itt: a Valhalla, melynek gyűrűi háromezer kilométer átmérőig terjednek, valamint az 1600 km átmérőjű Asgard-medence. A Valhalla központi részén pedig egy 600 km átmérőjű fényes terület található, de vannak különösen fényes peremű kráterek is, ahol mintha valami lesöpörte volna a felső, sötétebb réteget, s az alól bukkant volna elő az alsó, világos réteg. Ám még azt sem tudjuk teljesen, milyen anyagok találhatók az amúgy jeges, részben pedig szárazjéggel (fagyott szén-dioxiddal) takart felszínén, azt pedig még úgy sem, mi söpörte le egyes helyeken a sötétebb rétegeket a világosabbakról. A 150 km vastag kéreg alatt viszont itt is rejtőzhet egy sós vizű óceán (a műszeres mérések alapján itt is létezik egy elektromosan vezető réteg, vélhetően sós víz), ám ennek mélysége „csak” tíz kilométer. Ami viszont alatta van – a hold belseje –, az egy újabb nagy kérdést ad fel a csillagászoknak, bolygókutatóknak. Az eddig elfogadott elmélet szerint a bolygók és a gömb alakú, nagyobb holdak keletkezésekor, amikor magukhoz vonzották az újabb és újabb kozmikus szikladarabokat, az ütközések hőjétől felforrósodott az égitestek belseje, a mozgási energia hőenergiává alakult át. S mivel a jeges vagy részben jeges felszínű égitestek belseje is felforrósodott, a jég és a kőzetek, illetve a fémek elkülönültek egymástól. A Callisto viszont – a Galileo szonda mérései szerint – 200 km-es mélységtől egészen a hold középpontjáig fémek, kőzetek és jég keveréke, s a kőzetek mennyisége a mélységgel arányosan nő. De ha nem különültek el egymástól a különböző anyagok, az arra utal, hogy a Callisto belseje a létrejöttekor nem volt forró, ami felveti a kérdést: miként alakulhatott ki egy jókora hold anélkül, hogy keletkezésekor felforrósodott volna a belseje. Vagy nemcsak úgy jöhetett létre egy ekkora égitest, ahogy az elfogadott elmélet szerint létre kellett jönnie? A kérdések megoldásra várnak. Akárcsak a másik két, egymástól teljesen különböző Galilei-holddal, az Européval és az Ióval kapcsolatos kérdések, melyekről az elkövetkezendőkben esik majd szó.

Lajos Mihály