Ганимед — крупнейший спутник в Солнечной системе, по размерам превосходящий Меркурий, — обладает уникальной особенностью: это единственная луна со своим собственным магнитным полем. Оно порождается внутренним «динамо-эффектом» — вращением электропроводящего жидкого металла в ядре. Долгое время механизм работы этого процесса оставался загадкой, так как соседний спутник Каллисто, обладающий схожими размерами и плотностью, не имеет никаких признаков магнитного поля. Исследование, опубликованное 6 мая в журнале Science Advance*, предлагает ответ на эту аномалию.
Традиционные модели предполагают, что Ганимед сформировался как горячий объект около 4,5 миллиардов лет назад, быстро выделил металлическое ядро и с тех пор постепенно остывает. Однако группа ученых из Калифорнийского технологического института (Caltech) предложила альтернативный сценарий «холодного старта». Согласно этой теории, Ганимед изначально представлял собой холодную смесь льда, камня и металла, которая медленно нагревалась в течение миллиардов лет за счёт радиоактивного распада и приливных сил Юпитера.
Ключевое отличие новой модели заключается в том, что ядро Ганимеда могло начать формироваться гораздо позже, чем считалось ранее, и этот процесс, возможно, продолжается до сих пор. Вместо того чтобы черпать энергию из остывающего резервуара тепла, динамо-эффект Ганимеда может подпитываться энергией продолжающегося разделения слоёв внутри спутника. По словам руководителя исследования Кевина Триня (Kevin Trinh), это заставляет пересмотреть привычные представления о том, как возникали магнитные поля у Земли, Меркурия или древнего Марса.
Сравнение Ганимеда с Каллисто в рамках новой модели находит логическое объяснение. Несмотря на внешнее сходство, разные условия формирования или небольшие различия в составе могли привести к тому, что Каллисто так и не достигла температурного порога, необходимого для формирования металлического ядра, в то время как Ганимед находится в самом разгаре этого процесса. Таким образом, Ганимед может быть не «остывающим объектом», а напротив, спутником, чьи недра всё ещё эволюционируют и разогреваются.
Работа открывает новое направление в планетологии, предполагая, что динамо-эффект не обязательно является признаком остывающего тела. В соавторстве с исследователями из Лаборатории реактивного движения (JPL) и Техасского университета в Остине команда «Калтеха» создала симуляции, которые предсказывают постепенный перенос металла к центру спутника. Если теория верна, то Ганимед является редким примером «затянувшегося детства» планетарного объекта.
Проверить эти выводы учёные смогут уже в следующем десятилетии. В 2031 году к системе Юпитера прибудет миссия Европейского космического агентства JUICE (JUpiter Icy Moons Explorer). Космический аппарат проведёт детальное сканирование магнитных полей и гравитации Ганимеда, что позволит определить структуру его ядра и подтвердить, действительно ли спутник-гигант продолжает разогреваться изнутри.
Исследование подчёркивает, что даже в «знакомой» Солнечной системе остаются фундаментальные вопросы о том, как устроены недра небесных тел. Если механизм «холодного старта» подтвердится, то это может изменить подход к поиску обитаемых объектов и пониманию того, как долго планеты могут сохранять свою активность.
