Наиболее известные Спутники Юпитера

Ио́ — спутник Юпитера, самый близкий к планете из четырёх галилеевых спутников. Имеет диаметр 3 642 километра, что делает её четвёртым по величине спутником в Солнечной системе. Названа в честь мифологической Ио — жрицы Геры и возлюбленной Зевса.

На Ио находится более 400 действующих вулканов, благодаря которым этот спутник является наиболее геологически активным во всей Солнечной системе. Эта чрезвычайная геологическая активность обусловлена периодическим нагревом недр спутника в результате трения, которое происходит, скорее всего, из-за приливных гравитационных воздействий со стороны Юпитера, Европы и Ганимеда. У некоторых вулканов выбросы серы и диоксида серы настолько сильны, что поднимаются на высоту 500 километров. На поверхности Ио можно заметить более 100 гор, которые выросли благодаря сжатию в основании силикатной коры спутника. Некоторые из этих пиков выше горы Эверест на Земле. В отличие от большинства спутников во внешней части Солнечной системы (которые в основном состоят из водяного льда), Ио в основном состоит из силикатных пород, окружающих расплавленное ядро из железа или сернистого железа. На большей части поверхности Ио простираются обширные равнины, покрытые замороженной серой или диоксидом серы.

Вулканизм придаёт поверхности Ио уникальные особенности. Вулканический пепел и потоки лавы постоянно изменяют поверхность и окрашивают её в различные оттенки жёлтого, белого, красного, чёрного и зелёного (во многом благодаря аллотропам и соединениям серы). Потоки лавы на Ио достигают длины 500 километров. Вулканические выбросы создают тонкую неоднородную атмосферу Ио и потоки плазмы в магнитосфере Юпитера, в том числе огромный плазменный тор вокруг него.

Ио сыграла значительную роль в развитии астрономии 17—18 веков. Её, вместе с другими галилеевыми спутниками, открыл Галилео Галилей в 1610 году. Это открытие способствовало принятию модели Солнечной системы Коперника, разработке законов движения планет Кеплера и первому измерению скорости света. Ио наблюдали только как яркую точку вплоть до конца 19-го — начала 20-го века, когда стало возможным рассмотреть самые большие детали её поверхности — тёмно-красный полярный и светлый экваториальный районы. В 1979 году два космических корабля «Вояджер» представили Ио миру как геологически активный спутник с многочисленными вулканами, большими горами и сравнительно молодой поверхностью без каких-либо заметных ударных кратеров. Космический аппарат «Галилео» выполнил несколько близких пролётов в 1990-х и в начале 2000-х годов, получив данные о внутренней структуре и составе поверхности Ио. Эти космические корабли также обнаружили связь между спутником и магнитосферой Юпитера и радиационный пояс вдоль орбиты Ио. Ио получает около 3600 бэр (36 Зв) радиации в день[9].

В дальнейшем Ио наблюдали космический аппарат Кассини-Гюйгенс в 2000 году и космическая межпланетная станция Новые горизонты в 2007 году, а также, благодаря развитию технологий, наземные телескопы и космический телескоп Хаббл.

Евро́па, или Юпитер II — шестой спутник Юпитера, наименьший из четырёх галилеевых спутников, один из самых крупных спутников в Солнечной системе. Обнаружена в 1610 году Галилео Галилеем и, вероятно, Симоном Марием в то же самое время. На протяжении столетий за Европой велись всё более всесторонние наблюдения при помощи телескопов, а также, начиная с 1970-х годов, пролетающих вблизи космических аппаратов.

По размерам уступая земной Луне, Европа состоит из силикатных пород, а в центре спутника находится железное ядро. Поверхность состоит изо льда и является одной из самых гладких в Солнечной системе; она испещрена поперечно-полосатыми трещинами и полосами, в то время как кратеров практически нет. Легко заметная молодость и гладкость поверхности привели к гипотезе, что на Европе находится подповерхностный океан, состоящий из воды, который может служить пристанищем для внеземной микробиологической жизни. Гипотеза образования океана сводится к тому, что тепловая энергия от приливного ускорения позволила ему оставаться жидким и стимулировала эндогенную геологическую активность, близкую к тектонике плит. У спутника есть крайне разреженная атмосфера, состоящая в основном из кислорода.

Интересные характеристики Европы, особенно возможность обнаружения внеземной жизни, привели к целому ряду предложений по исследованиям спутника. Миссия КА «Галилео», начавшаяся в 1989 году, предоставила большую часть текущих данных о Европе. Запуск новой миссии по изучению ледяных спутников Юпитера, Jupiter Icy Moon Explorer (JUICE), запланирован на 2022 год

Ганимед — седьмой спутник Юпитера на внешней орбите, ещё один из галилеевых спутников. Является крупнейшим спутником в Солнечной системе, на 8 % превосходит по размерам Меркурий (диаметр Ганимеда равен 5 268 километров), а по массе уступает этой планете почти в два раза — на 45 %. Для сравнения, диаметр Ганимеда на 2 % больше диаметра Титана — второго по величине спутника в Солнечной системе, а также он обладает самой высокой массой среди планетарных спутников — его масса в 2,02 раза превышает массу земной Луны. Совершая облёт орбиты примерно за семь дней, Ганимед участвует в орбитальном резонансе 1:2:4 с другими спутниками Юпитера — Европой и Ио.

Ганимед состоит из примерно равного количества силикатных пород и водяного льда. Это полностью дифференцированное тело с жидким ядром, богатым железом. Подземный океан на Ганимеде предположительно существует между слоями льда под поверхностью, уходящей примерно на 200 километров вглубь. Сама же поверхность Ганимеда представлена двумя типами поверхностных ландшафтов. Тёмные области, занимающие треть поверхности спутника, испещрены ударными кратерами, возраст которых доходит до четырёх миллиардов лет. Светлые области, покрывающие остальную территорию, богаты обширными углублениями и гребнями, возраст которых несколько моложе. Причина разрушенной геологии светлых областей до конца не изучена, но, вероятно, является результатом тектонической активности, вызванной периодическим нагреванием.

Ганимед является единственным спутником в Солнечной системе, обладающим собственной магнитосферой, которая, скорее всего, была создана за счет конвекции в жидком, богатом железом, ядре. Небольшая магнитосфера заключена в пределах намного большего магнитного поля Юпитера и связана с ним через «открытые» силовые линии. У спутника также имеется тонкая кислородная атмосфера, в которую включены O, O2 и, возможно, O3 (озон). Атомарный водород содержится в атмосфере в незначительных количествах. Связь ионосферы спутника с атмосферой в данное время не ясна.

Честь открытия Ганимеда принадлежит Галилео Галилею, который первым увидел его 7 января 1610 года. Наименование вскоре было предложено Симоном Марием в честь мифологического Ганимеда — древнегреческого бога виночерпия, любовника Зевса. Изучение Ганимеда посредством космических аппаратов началось с исследования системы Юпитера «Пионером-10». По программе «Вояджер» были произведены более усовершенствованные исследования Ганимеда и удалось составить представление о его размере. Подземный океан и магнитное поле были обнаружены космическим аппаратом «Галилео». Новая миссия для исследований ледяных спутников Юпитера — JUICE — была одобрена ЕКА 3 мая 2012 года, запуск планируется на 2022 год, прибытие в систему Юпитера — 2030 год.

Каллисто — четвёртый по удаленности от центральной планеты Галилеев спутник Юпитера. Был открыт в 1610 году Галилео Галилеем, назван в честь персонажа древнегреческой мифологии — Каллисто, любовницы Зевса.

Благодаря низкому уровню радиационного фона в его окрестностях и своим размерам, Каллисто часто предлагается для основания станции, которая послужит для дальнейшего освоения системы Юпитера человечеством. На 2012 год, основной объем знаний об этом спутнике получен на базе работы КА «Галилео», другие АМС — «Пионер-10», «Пионер-11», «Вояджер-1», «Вояджер-2», «Кассини» и «Новые горизонты» — изучали спутник с пролетных траекторий к другим планетам.

Период вращения Каллисто синхронен с орбитальным периодом, таким образом, спутник всегда обращён к Юпитеру лишь одной стороной (находится в приливном захвате). Так как спутник не находится в высокочастотном орбитальном резонансе с другими крупными спутниками, возмущения со стороны Ио, Европы, Ганимеда не вызывают увеличения эксцентриситета его орбиты и не приводят к приливному разогреву из-за взаимодействия с центральной планетой.

По своим размерам, Каллисто является третьим по величине спутником в Солнечной системе, а в спутниковой системе Юпитера — вторым после Ганимеда. При сравнении с планетой Меркурий, диаметр Каллисто приблизительно составляет около 99 %, а масса всего треть от этой планеты. Каллисто состоит из приблизительно равного количества горных пород и льдов, со средней плотностью около 1,83 г/см3. Спектроскопия выявила на поверхности Каллисто такие соединения как водяной лёд, углекислый газ, силикаты и органику.

Поверхность Каллисто сильно кратерирована, что указывает на её значительный возраст, и по сравнению с другими внутренними лунами менее всего подвержена влиянию магнитосферы Юпитера, потому как её орбита самая удалённая из них. На спутнике практически не заметно следов подповерхностных процессов (например, тектонических) или вулканизма, и очевидно главную роль в формировании рельефа на спутнике играют ударные столкновения. Наиболее характерной внешней особенностью поверхности Каллисто являются многокольцовые структуры («цирки»), а также большое количество ударных кратеров различной формы, цепочки кратеров, которые в отдельных случаях сливаются друг с другом с образованием единой борозды («катены»), и связанные со всеми этими структурами откосы, гребни и отложения. Низменности спутника характеризуются сглаженным ландшафтом и более тёмным цветом поверхности, в то время как верхние части возвышенностей покрыты яркими отложениями инея. Относительно небольшое количество маленьких кратеров по сравнению с бо́льшими по размеру, а также заметная распространенность холмов на спутнике указывает на постепенное разрушение его современного рельефа процессами сублимации.Точный возраст геоструктур Каллисто неизвестен.

Каллисто окружена оболочкой из чрезвычайно разреженной атмосферы, состоящей из углекислого газа и возможно из молекулярного кислорода, а также относительно мощной ионосферы.

Каллисто, как предполагается, сформировалась за счёт медленной аккреции из газопылевого диска, окружавшего Юпитер после его формирования. Небольшая скорость наращивания массы Каллисто при слабом приливном взаимодействии была недостаточной для разогрева недр спутника и дифференциации их слоев. Медленная конвекция, которая началась вскоре после начала формирования спутника, привела к частичной дифференциации и формированию подповерхностного океана на глубине 100—150 км, а также небольшого ядра из горных пород. На основании выполненных измерений с борта КА «Галилео», глубина подповерхностного слоя из жидкой воды превышает 100 км. Присутствие океана в недрах Каллисто делает этот спутник одним из возможных мест присутствия внеземной жизни в Солнечной системе. Однако, по сравнению с Европой, на Каллисто условия для возникновения и поддержания жизни на основе хемосинтеза неблагоприятны.