Столкновение астероида сместило ось крупнейшего спутника Солнечной системы

Университет Кобе Хирата Наоюки был первым, кто понял, что место падения астероида на спутник Юпитера Ганимед почти точно совпадает с самым дальним от Юпитера меридианом. Это означало, что Ганимед претерпел переориентацию оси вращения, и позволило Хирате вычислить, какой удар мог вызвать это. Автор: HIRATA Naoyuki

Около 4 миллиардов лет назад астероид врезался в луну Юпитера Ганимед. Теперь исследователь из Университета Кобе понял, что ось самой большой луны Солнечной системы сместилась в результате удара, что подтвердило, что астероид был примерно в 20 раз больше того, который положил конец эпохе динозавров на Земле, и вызвал одно из самых мощных столкновений с четкими следами в Солнечной системе.

Ганимед — крупнейший спутник в Солнечной системе, даже больше планеты Меркурий, и также интересен жидкими водными океанами под своей ледяной поверхностью. Как и спутник Земли, он приливно заблокирован, что означает, что он всегда обращен одной и той же стороной к планете, вокруг которой вращается, и, таким образом, также имеет обратную сторону. На больших участках своей поверхности спутник покрыт бороздами, которые образуют концентрические круги вокруг одного определенного места, что привело исследователей в 1980-х годах к выводу, что они были результатом крупного ударного события.

«У лун Юпитера Ио, Европа, Ганимед и Каллисто есть интересные индивидуальные характеристики, но больше всего мое внимание привлекли эти борозды на Ганимеде», — говорит планетолог из Университета Кобе Хирата Наоюки. «Мы знаем, что эта особенность была создана в результате удара астероида около 4 миллиардов лет назад, но мы не были уверены, насколько сильным было это столкновение и какое влияние оно оказало на луну».

Данные с удаленного объекта скудны, что делает исследования очень сложными, и поэтому Хирата был первым, кто понял, что предполагаемое место удара почти точно находится на самом дальнем от Юпитера меридиане. Опираясь на сходство с ударным событием на Плутоне, которое вызвало смещение оси вращения карликовой планеты, и на то, что мы узнали с помощью космического зонда New Horizons, это означало, что Ганимед также претерпел такую переориентацию. Хирата является специалистом по моделированию ударных событий на лунах и астероидах, поэтому это понимание позволило ему вычислить, какой тип удара мог вызвать эту переориентацию.

В журнале Scientific Reports исследователь из Университета Кобе опубликовал статью о том, что астероид, вероятно, имел диаметр около 300 километров, что примерно в 20 раз больше, чем тот, который врезался в Землю 65 миллионов лет назад и положил конец эпохе динозавров, и создал временный кратер диаметром от 1400 до 1600 километров. (Временные кратеры, широко используемые в лабораторных и компьютерных моделированиях, представляют собой полости, образующиеся непосредственно после образования кратера и до того, как материал осядет внутри и вокруг кратера.)

На большей части своей поверхности спутник Юпитера Ганимед покрыт бороздами (справа), которые образуют концентрические круги вокруг одного определенного места (слева, красный крест), что привело исследователей в 1980-х годах к выводу, что они являются результатом крупного ударного события. Автор: HIRATA Naoyuki

Распределение борозд и расположение центра системы борозд, показанное на полушарии, которое всегда обращено в сторону от Юпитера (вверху) и цилиндрической проекции карты Ганимеда (внизу). Серые области представляют геологически молодую местность без борозд. Борозды (зеленые линии) существуют только на геологически старых территориях (черные области). Автор: HIRATA Naoyuki

Согласно его расчетам, только удар такого масштаба может привести к тому, что изменение распределения массы может привести к смещению оси вращения Луны в ее нынешнее положение. Этот результат остается верным независимо от того, где на поверхности произошел удар.

«Я хочу понять происхождение и эволюцию Ганимеда и других лун Юпитера. Гигантский удар должен был оказать значительное влияние на раннюю эволюцию Ганимеда, но термические и структурные эффекты удара на внутреннюю часть Ганимеда еще совсем не исследовались. Я считаю, что в дальнейшем можно будет провести дальнейшие исследования, применяющие внутреннюю эволюцию ледяных лун», — объясняет Хирата.

Ганимед, интересный своими подземными океанами, является конечным пунктом назначения космического зонда JUICE ЕКА. Если все пройдет хорошо, космический аппарат выйдет на орбиту вокруг Луны в 2034 году и будет проводить наблюдения в течение шести месяцев, отправляя обратно множество данных, которые помогут ответить на вопросы Хираты.

Больше информации: Giant impact on early Ganymede and its subsequent reorientation, Scientific Reports (2024). DOI: 10.1038/s41598-024-69914-2

Источник: Kobe University