Uderzenie gigantycznej asteroidy przesunęło oś największego księżyca Układu Słonecznego

Około 4 miliardy lat temu asteroida uderzyła w naturalnego satelitę Jowisza, Ganimedesa, przez co oś największego księżyca Układu Słonecznego przesunęła się. Obiekt musiał być około 20 razy większa niż ten, która zakończyła erę dinozaurów na Ziemi.

Ganimedes jest największym księżycem w Układzie Słonecznym, jest większy od planety Merkury, a astronomowie interesują się nim ze względu na oceany ciekłej wody pod jego lodową powierzchnią. Podobnie jak naturalny satelita Ziemi, jest zablokowany tidalnie, co oznacza, że zawsze jest skierowany tą samą stroną do planety, wokół której krąży. Na znacznej części swojej powierzchni księżyc jest pokryty bruzdami, które tworzą koncentryczne okręgi wokół jednego konkretnego miejsca, co doprowadziło naukowców w latach 80. do wniosku, że są one wynikiem dużego uderzenia.

„Wszystkie księżyce Jowisza: Io, Europa, Ganimedes i Callisto mają interesujące indywidualne cechy, ale szczególną uwagę zwracają bruzdy na Ganimedesie. Wiemy, że ta cecha powstała w wyniku uderzenia asteroidy około 4 miliardy lat temu, ale nie byliśmy pewni, jak duże było to uderzenie i jaki miało wpływ na księżyc” – mówi Hirata Naoyuki z Kobe University.

Dane z odległego obiektu są skąpe, co bardzo utrudnia badania, astronomowie stwierdzili jednak, że domniemane miejsce uderzenia znajdowało się prawie dokładnie na południku najbardziej oddalonym od Jowisza. Bazując na podobieństwach do uderzenia w Plutona, które przesunęło oś obrotu planety karłowatej, oraz na tym, czego dowiedzieli się z sondy kosmicznej New Horizons, sugerowało to, że Ganimedes również przeszedł taką reorientację. Te dane pozwoliły naukowcom obliczyć, jaki rodzaj uderzenia mógł spowodować, że oś się przesunęła.

Najnowsze badanie przeprowadzone przez naukowców z Kobe University, pod kierownictwem Hirata Naoyuki, wskazuje, że asteroida miała prawdopodobnie około 300 kilometrów średnicy, była około 20 razy większa niż ta, która uderzyła w Ziemię 65 milionów lat temu i zakończyła erę dinozaurów, i utworzyła krater przejściowy o średnicy od 1400 do 1600 kilometrów. (Kratery przejściowe, szeroko stosowane w symulacjach laboratoryjnych i obliczeniowych, to zagłębienia powstałe bezpośrednio po wykopaniu krateru i przed osadzeniem się materiału w kraterze i wokół niego). Badanie zostało opublikowane w czasopiśmie Scientific Reports.

Zgodnie z symulacjami, tylko uderzenie tej wielkości mogło spowodować zmianę rozkładu masy, która przesunęłaby oś obrotu księżyca do jego obecnej pozycji. Wynik ten, zdaniem naukowców, jest prawdziwy niezależnie od tego, gdzie na powierzchni nastąpiło uderzenie.

„Chcemy zrozumieć pochodzenie i ewolucję Ganimedesa i innych księżyców Jowisza. Gigantyczne uderzenie musiało mieć znaczący wpływ na wczesną ewolucję tego obiektu, ale termiczne i strukturalne skutki uderzenia w jego wnętrze nie zostały jeszcze w ogóle zbadane” – wyjaśnia Naoyuki.

Interesujący dla badaczy, ze względu na swoje podpowierzchniowe oceany, Ganimedes jest celem sondy kosmicznej ESA JUICE. Jeśli wszystko pójdzie dobrze, statek kosmiczny wejdzie na orbitę wokół księżyca w 2034 roku i będzie prowadził obserwacje przez sześć miesięcy, wysyłając dane, które pomogą lepiej poznać wpływ uderzenia asteroidy na to ciało niebieskie.

Emil Gołoś