Eine riesige ringförmige Struktur auf Ganymed könnte das Ergebnis einer enormen Auswirkung sein

Die Oberfläche von Ganymed ist für Planetenwissenschaftler ein kleines Rätsel. Etwa zwei Drittel seiner Oberfläche sind heller, der Rest dunkler. Beide Geländearten sind uralt, wobei der leichtere Teil etwas jünger ist. Die beiden Geländearten sind um den Mond herum verteilt und das dunklere Gelände enthält gleichzeitige Furchen.

Wissenschaftler glauben größtenteils, dass die Furchen durch tektonische Aktivität verursacht wurden, möglicherweise im Zusammenhang mit der Gezeitenerwärmung, als der Mond in der Vergangenheit instabile Bahnresonanzen durchlief.

Aber eine neue Studie sagt, dass ein massiver Einfluss für all diese Furchen verantwortlich sein könnte.

Die Oberfläche von Ganymed besteht hauptsächlich aus Eis, nicht aus Fels. Es ist ein differenzierter Körper mit einem felsigen Kern und einem unterirdischen Ozean, der möglicherweise mehr Wasser enthält als alle Ozeane der Erde zusammen. Unsere detaillierten Bilddaten des größten Mondes des Jupiter – und des Sonnensystems – stammen größtenteils von den Voyager-Missionen und der Galileo-Mission. Die neue Studie untersuchte all diese Daten erneut, „um die Ausrichtung und Verteilung der alten tektonischen Tröge zu untersuchen“, als Pressemitteilung sagt.

Der Titel der Studie lautet „ Ein globales Furchensystem auf Ganymed, das auf ihre Entstehung in einem einzigen Aufprallereignis hinweist .“ Hauptautor ist Naoyuki Hirata von der Universität Kobe, Japan. Die Studie ist in der Zeitschrift Icarus erschienen.

Jupiter, Ganymed , und der andere Galileische Monde sind Objekte von großem Interesse für Wissenschaftler. Wie sich dieses System von Planeten und Monden gebildet und entwickelt hat, hängt mit der Entwicklung des Rests unseres Sonnensystems zusammen. Drei der Jupitermonde, darunter Ganymed, haben unterirdische Ozeane und sind interessante Ziele bei der Suche nach Leben.

Die Juno-Mission der NASA befindet sich derzeit auf dem Jupiter, und andere Missionen sind in der Planungsphase. Die ESA-Mission JUICE (Jupiter Icy Moon Explorer) wird 2022 starten, und die Europa Clipper-Mission der NASA soll 2024 starten.

Diese Studie ist teilweise auf diese zukünftigen Missionen ausgerichtet. Das Forscherteam wollte sich nicht nur auf einen Aspekt von Ganymed konzentrieren, sondern auch zu diesen zukünftigen Missionen beitragen. Sie konzentrierten sich auf das zerfurchte Gelände, das den Mond dominiert. Sie hoffen, dass sie durch die Konzentration auf diese geologischen Formationen beginnen könnten, Ganymeds Vergangenheit zu rekonstruieren. Arbeiten wie ihre sollten einen gewissen Fokus und Kontext für die zukünftigen Missionen bieten.

Bilder von Ganymeds Oberfläche nebeneinander von Voyager 2 (links) und Galileo (rechts). Das Bild zeigt die dunklen und hellen Terrains, die den Mond bedecken, und die gleichzeitigen Furchen, die in diesen Dark Terrains vorhanden sind. Bildquelle: NASA.

Das dunkle Terrain ist das älteste Terrain auf Ganymed, und daher sind seine Tröge wahrscheinlich das älteste geologische Merkmal des Mondes. Die Tröge sind auch mit Kratern überzogen, was dafür spricht, dass sie die ältesten Merkmale sind.

Diese neue Studie analysiert die Tröge und ihre Verteilung über die Oberfläche von Ganymed. Das Team stellte fest, dass die Tröge alle konzentrisch um einen einzigen Punkt ausgerichtet sind. Betrachtet man die gesamte Mondoberfläche, bilden die Merkmale riesige konzentrische Ringe um den Globus.

Über:Azimutale äquidistante Karte, zentriert auf 20° Süd 180° West, die Ganymeds dunkles Terrain und Furchen zeigt (durch gelbe Linien gekennzeichnet).
Unter:Azimutale äquidistante Karte der Oberfläche von Ganymed, zentriert bei 20° Nord und 0° West. Dies zeigt die dem oberen Bild gegenüberliegende Hemisphäre von Ganymed. Die weißen Bereiche zeigen Bright Terrain an. (Bildnachweis: NASA)

Das Team glaubt, dass die konzentrischen Ringe tatsächlich ein riesiger, mondweiter Einschlagskrater sind. Es gibt nur minimale Abweichungen im Muster, was darauf hindeutet, dass sich die dunklen Geländeblöcke auf Ganymeds Oberfläche seit langem nicht mehr viel verändert haben. Da der Krater vor dem jüngeren, helleren Gelände gebildet wurde, zeigt es, dass die dunklen Blöcke auch während der späteren Bildung des helleren Geländes relativ unverändert bleiben.

Ihre Analyse zeigt, dass die Ringe gebildet wurden, als ein Asteroid mit einem Radius von 150 km (93 Meilen) mit Ganymed kollidierte und sich mit einer Geschwindigkeit von 20 km/s (12,5 mph) fortbewegte.

Kallisto , ein weiterer Jupitermond, hat auch eine riesige Ringstruktur namens Valhalla-Krater. Der Valhalla-Krater hat einen ungefähren Radius von 1900 km (1180 Meilen) und ist damit der größte Mehrringkrater im Sonnensystem. Aber wenn die Ergebnisse dieser Studie Bestand haben, wird Walhalla degradiert. Der Ganymed-Mehrringkrater hat einen Radius von etwa 7800 km (4850 Meilen)

Der Valhalla-Krater auf dem Jupitermond Callisto. Mit einem Radius von etwa 1900 km war Valhalla der größte Mehrringkrater im Sonnensystem, bis der Krater auf Ganymed entdeckt wurde. Bildnachweis: Public Domain, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=154718

Herzstück der Teamarbeit ist eine Computersimulation. Sie nutzten einen Computercluster am Nationales Astronomisches Observatorium Japans (NAOJ), um die Größe des Impaktors und seine Geschwindigkeit zu bestimmen. Sie stellten auch fest, dass die Kollision vor etwa 4 Milliarden Jahren stattfand.

Eine der großen Fragen im Zusammenhang mit dieser Entdeckung betrifft die innere Struktur von Ganymed und ihre Entwicklung.

In gewisser Weise ist der Schwestermond von Ganymed Callisto, da sie ungefähr die gleiche Größe haben und beide wahrscheinlich unterirdische Ozeane haben. Forscher meinen jedoch, dass Callisto keine differenzierte Innenstruktur besitzt. Auf der anderen Seite hat Ganymed Schichten aus Eis, Wasser und Gestein. Diese differenzierten Schichten erfordern eine enorme Wärmemenge, und diese Wärme könnte durch den großen Aufprall erzeugt worden sein. Callisto hat auch einen Einschlagskrater, der jedoch viel kleiner ist als der von Ganymed, daher ist es möglich, dass der Einschlag nicht genug Wärme erzeugt hat, um eine differenzierte innere Struktur zu erzeugen.

Drei Framegrabs aus der Computersimulation. Die Zahlen in jedem Frame sind die Sekunden nach dem Aufprall. Im dritten Frame gibt es eine scharfe Materialverteilung bei 0 km, von der die Forscher sagen, dass sie ein numerisches Artefakt der Simulation ist und nicht real ist. Bildquelle: Hirata et al., 2020.

Eine der Schwierigkeiten bei der Untersuchung von Ganymed besteht darin, dass, obwohl sowohl die Voyager-Raumsonde als auch die Galileo-Raumsonde den Mond besuchten, die Oberfläche nicht vollständig abgebildet wird. Zukünftige Missionen sollten dies korrigieren, hoffentlich mit hochauflösenden Bildern und anderen aktuellen Daten auf der Grundlage neuerer Technologien. Sie können nicht nur den massiven Mehrringkrater viel detaillierter untersuchen, sondern auch die Oberfläche nach Hinweisen auf andere großräumige Ereignisse untersuchen. Diese Missionen sollten in der Lage sein, die Ergebnisse des Teams zu testen und sie hoffentlich zu beweisen oder zu widerlegen.

Das Endergebnis dieser Studie und zukünftiger Missionen in die Region sollte ein besseres Verständnis davon sein, wie Ganymed und andere Monde im Jupiter-System entstanden und sich entwickelt haben.

Mehr:

• Pressemitteilung: Riesige ringförmige Struktur auf der Oberfläche von Jupiters Mond Ganymed könnte durch einen heftigen Aufprall verursacht worden sein
• Veröffentlichte Forschung: Ein globales Furchensystem auf Ganymed, das auf ihre Entstehung in einem einzigen Aufprallereignis hinweist
• Universum heute: Sogar Ganymed zeigt tektonische Aktivität. Wir werden einen weiteren Icy Moon Orbiter brauchen