Ганимед — крупнейший спутник в Солнечной системе, превосходящий по габаритам даже Меркурий, обладает уникальной особенностью: это единственная луна, имеющая собственное магнитное поле. Оно генерируется за счет внутреннего «динамо-эффекта» — движения электропроводящего жидкого металла в ядре. Природа этого процесса долго оставалась загадкой, особенно на фоне соседнего спутника Каллисто: при схожих размерах и плотности он полностью лишен магнитного поля. Ответ на эту планетарную аномалию предложило исследование, опубликованное 6 мая в журнале Science Advances.
Традиционные модели формирования спутников предполагали, что Ганимед изначально был горячим объектом, образовавшимся около 4,5 миллиардов лет назад. Согласно этой теории, он быстро выделил металлическое ядро и с тех пор лишь постепенно остывал. Однако группа ученых из Калифорнийского технологического института (Caltech) представила альтернативный сценарий «холодного старта». По их мнению, Ганимед формировался как холодная смесь льда, камня и металла, которая нагревалась на протяжении миллиардов лет под влиянием радиоактивного распада и приливных сил Юпитера.
Главная особенность новой модели заключается в сроках формирования ядра Ганимеда: оно могло начать процесс дифференциации гораздо позже, чем предполагалось ранее, и, возможно, этот процесс протекает по сей день. В такой интерпретации динамо-эффект питается энергией разделения слоев внутри спутника, а не просто остаточным теплом. Как отмечает руководитель исследования Кевин Тринь (Kevin Trinh), эти выводы заставляют переосмыслить механизмы возникновения магнитных полей у Земли, Меркурия и даже древнего Марса.
Предложенная модель также объясняет различия между Ганимедом и Каллисто. Несмотря на внешнее сходство, даже минимальные расхождения в составе или начальных условиях могли привести к тому, что Каллисто не достигла температурного порога, необходимого для формирования ядра. Ганимед же, судя по всему, находится в самом разгаре этого процесса, оставаясь не «остывающим объектом», а эволюционирующим телом, недра которого продолжают разогреваться.
Работа, проведенная совместно с экспертами из Лаборатории реактивного движения (JPL) и Техасского университета в Остине, включает симуляции постепенного переноса металла к центру спутника. Если теория подтвердится, Ганимед можно будет считать редким примером «затянувшегося детства» планетарного объекта.
Проверить эти выводы ученые смогут в следующем десятилетии. В 2031 году к системе Юпитера прибудет автоматическая станция Европейского космического агентства JUICE (JUpiter Icy Moons Explorer). Аппарат проведет детальное сканирование гравитационного и магнитного полей спутника, что позволит прояснить структуру ядра и подтвердить гипотезу о продолжающемся внутреннем разогреве.
Это исследование подчеркивает, что фундаментальные вопросы об устройстве недр небесных тел остаются актуальными даже для изученных областей Солнечной системы. Если механизм «холодного старта» будет доказан, это существенно изменит подходы к поиску обитаемых миров и оценке длительности геологической активности планет.
