Umhverfis stærstu reikistjörnu sólkerfisins, Júpíter, ganga að minnsta kosti 39 tungl. Þau stærstu, sem spyrjandi spyr sérstaklega um, nefnast einu nafni Galíleóstungl og draga heiti sitt af ítalska stjörnufræðingnum Galíleó Galílei sem uppgötvaði þau í janúarmánuði 1610. Frá því að Galíleó uppgötvaði tunglin 4 hafa auðvitað orðið mikilar framfarir í smíði sjónauka og á næstu öldum uppgötvuðust 12 tungl. Á síðustu árum 20. aldar fundu menn svo 11 tungl til viðbótar við þau 16 sem höfðu áður þekkst. Nýlega greindu vísindamenn við Hawaíháskóla frá uppgötvun ellefu nýrra tungla þannig að heildarfjöldi Júpítertungla er orðin 39.
Hin 11 nýuppgötvuðu tungl hafa enn ekki hlotið nein opinber heiti en hafa til bráðabirgða verið nefnd S/2000 J2, S/2000 J3 og svo framvegis. Opinber heiti hinna 16 eru öllu úr grísku goðafræðinni. Það eru Íó eða Jó, Evrópa, Ganýmedes, Kallistó, Amalþea, Himalía, Elara, Parsífe, Sínópa, Lýsiþea, Karme, Ananke, Leda, Þeba, Adastea og Metís. Á vefsíðu Almanaks Haskóla Íslands má finna töflu yfir tunglin 27 sem og öll önnur tungl sólkerfisins.
Flest tunglanna, eða 23 þeirra, eru afar smá en þau 11 smæstu eru aðeins 3 til 8 km í þvermál. Smæð minnstu tunglanna veldur því að birtan frá þeim eru ekki ýkja mikil og því erfitt um vik fyrir stjörnufræðinga að rannsaka þau. Við getum þó sagt með tiltölulega mikilli vissu að þau endurvarpa um 4% af því ljósi sem á þau falla og út frá því er hægt að áætla að þvermálið sé 3 til 8 km.
Íó er fimmta í röðinni af þekktum tunglum Júpíters þegar talið er frá honum, þriðja stærsta og innsta Galíleóstunglið. Braut þess er í um 422.000 km fjarlægð frá Júpíter. Að þvermáli er tunglið 3630 km og því aðeins stærra en tungl jarðar. Meðalhitinn við yfirborðið er um -140°C og gögn frá Galíleó-farinu benda til þess að Íó gæti haft örþunnt gufuhvolf úr brennisteinsdíoxíði og öðrum gösum.
Yfirborðið er ótrúlega fjölbreytt. Þegar Voyager-geimförin flugu þar framhjá bjuggust menn við því að sjá gamalt yfirborð alsett gígum. Það sem þeir sáu minnti frekar á matarmikla eða misheppnaða pítsu. Yfirborðið var nefnilega mjög ungt og jarðfræðilega mjög virkt og því síbreytilegt. Á yfirborðinu má finna öskjur sem eru margar hverjar nokkurra kílómetra djúpar, stöðuvötn úr bráðnum brennisteini, fjöll og eldfjallarásir. Íó gæti því hæglega verið martröð kortagerðamannsins. Allt tunglið er eldvirkt og næstum hvert sem litið er spúir eitthvert eldfjallið brennisteinssamböndum á yfirborðið og er það orsökin fyrir furðulegum litum tunglsins. En hvaðan er öll þessi eldvirkni komin?
Eldvirknin á ekki rætur að rekja til flekahreyfinga eins og á jörðinni heldur til sjávarfallakrafta í iðrum Íós vegna nálægðar við Júpíter. Íó snýr ætíð sömu hliðinni að Júpíter, eins og tungl jarðar að jörðu, og þar sem brautin er ekki alveg hringlaga, vegna flóðkrafta frá Evrópu og Ganýmedes, virðist Íó vagga þannig að breytingar verða á styrk flóðkraftanna. Umferðartími Evrópu er um tvöfaldur umferðartími Íós en umferðartími Ganýmedesar er fjórfaldur.
Við þetta aflagast braut Íós sem veldur því að lögunin breytist og við það myndast núningsvarmi í iðrum Íó á kostnað brautarhverfiþungans. Þess vegna getur Íó viðhaldið slíkri eldvirkni og ef þetta ástand væri ekki til staðar hefði eldvirknin dáið út fyrir löngu. Eldvirkni á borð við þá sem er á Íó er óvíða jafn víðtæk og ef miðað er við stærð hnattarins er hann án nokkurs vafa eldvirkasti hnöttur sólkerfisins.
Talið er að Íó dæli um einu tonni af gosefnum á sekúndu út í geiminn. Mikill hluti efnisins sest á yfirborð annarra tungla, sem sést til dæmis á yfirborði Amalþeu, en einnig myndast svokallaður hjólflötur eða hringfeldi (e. torus), kleinuhringslaga belgur, úr leiðandi rafgasi eftir allri braut Íós. Júpíter hefur gríðarsterkt segulsvið og því myndast rafstraumur milli Íós og Júpíters þegar leiðandi rafgas ferðast eftir segulsviðslínunum og er afl þessa straums um það bil Gígavatt (milljarður vatta).
Evrópa er sjötta þekkta tunglið í röðinni og fjórða stærsta tungl Júpíters. Það er annað í röðinni af Galíleóstunglunum og minnst þeira, aðeins smærra en tunglið okkar en þvermálið er 3138 km og braut þess er 670.900 km frá Júpíter.
Evrópa gæti verið sléttasta fasta fyrirbæri sólkerfisins. Yfirborðið virðist vera mikið sprunginn ís þar sem vatn úr miklu íshafi hefur seytlað upp. Gígar eru fáir sem bendir til þess að yfirborðið sé ungt. Sprungurnar eru líklega afleiðing skorpuhreyfinga sem tengjast snúningi, innri gerð og braut Evrópu. Líkt og Íó snýr Evrópa ætíð sömu hlið að Júpíter.
Þó svo að á Evrópu sé mikill kuldi, líklega um -140°C, helst vatnið undir ísnum fljótandi. Það gerist vegna mikils þrýstings og svipaðrar varmamyndunar og á sér stað á Íó. Sumir vísindamenn telja líklegt að eldvirkni sé inni í tunglinu. Það gæti þýtt að innri hitinn kæmi í veg fyrir að vatni frjósi og því hafi myndast haf sem nær um allan hnöttinn. Rannsóknir á lífverum í neðansjávarhverum á jörðinni hafa gefið vísindamönnum vonarglætu um að líf gæti hugsanlega hafa myndast við svipaðar aðstæður á Evrópu.
Ganýmedes er sjötta í röðinni af tunglum Júpíters og þeirra stærst. Hann er þriðja Galíleóstunglið og er braut hans í um 1.070.000 km fjarlægð frá Júpíter. Ennfremur er Ganýmedes stærsta tunglið í sólkerfinu með þvermál upp á 5262 km sem þýðir að það er stærra en reikistjörnurnar Merkúríus og Plútó.
Ganýmedes er að miklu leyti þakinn ísi eins og Evrópa. Hluti yfirborðsins virðist jarðfræðilega ungur og annar hluti virðist gamall. Yngra svæðið er ljóst og einkennist af miklum rásum og hryggjum sem hafa augljóslega myndast þegar fljótandi vatn fyllti upp í víðáttumiklar dældir og sprungur í eldri ísskorpu. Sprungurnar hafa víkkað út síðan og fjöldi samsíða hryggja og dælda myndast á þessum nýju svæðum er skorpan gliðnaði. Eldra svæðið er dökkt og einkennist af loftsteinagígum. Gígar sjást þó á báðum svæðum.
Fjöldi gíga segir okkur að aldur yfirborðsins sé á bilinu 3 til 3,5 milljarðar ára. Gígar liggja einnig yfir rásakerfunum en það mekrir að þau séu fremur gömul. Á yfirborðinu má einnig sjá yngri gíga. Gígarnir eru fremur flatir og ekki er að sjá að þar séu hringfjöll sem eru algeng á tunglinu og Merkúríusi. Ástæðuna er líklega að finna í veikri ísskorpunni.
Mælingar Galíleófarsins hafa gefið til kynna vísbendingar um talsvert sterkt segulsvið, tvípólsvið eins og á jörðinni. Líklegasta skýringin á tilvist þess er spanflæði leiðandi vökva í málmkjarnanum.
Kallistó er áttunda tunglið í röðinni og næststærst. Það er ysta Galíleóstunglið en braut þess er 1.883.000 km frá Júpíter. Þvermál Kallistós er um 4800 km og er það því aðeins stærra en reikistjörnurnar Merkúríus og Plútó en massinn er einungis 1/3 af massa Merkúríusar.
Stjörnufræðingar telja líklegt að yfirborð Kallistós sé að hluta til úr ís eins og á Evrópu og Ganýmedesi. Yfirborðið er engu að síður mjög gígótt og því mjög gamalt. Það er dökkleitt því að líklegt þykir að ryk hafi sest á yfirborðið og hulið ísinn. Yfirborðið er að öllum líkindum það elsta og gígóttasta í sólkerfinu og hefur ekki tekið miklum breytingum frá því að loftsteinar rákust á það fyrir um 4 milljörðum ára eða stuttu eftir að sólkerfið myndaðist. Þar sem loftsteinar hafa nýlega rekist á yfirborðið má sjá hvítar skellur þar sem gat hefur komið á ryklagið og fljótandi vatn flætt upp og myndað nýjan ís.
Stærstu gígarnir eru umluktir hringjum sem líkjast risastórum sprungum en hafa sléttast út vegna íshreyfinga. Stærsti gígurinn á Kallistó heitir Valhöll. Hann er 4000 km í þvermál og er hann gott dæmi um fjölhringjadæld sem er afleiðing af miklum árekstri. Önnur dæmi eru Ásgarðar sem eru einnig á Kallistó, Austurhafið (e. Mare Orientale) á tunglinu og Caloris-dældin á Merkúr.
Í gígum Kallistós er ekki að finna hringfjöllin, geislamynduðu rákirnar og miðdældirnar, sem algengt er að sjá í gígum á tunglinu og Merkúríusi. Myndir sýna að á sumum svæðum hafa smáir gígar að mestu afmáðst. Það bendir til einhvers konar jarðfræðilegrar virkni.
Heiti flestra kennileita á yfirborði Kallistós eru fengin úr norrænni goðafræði. Á Kallistó eru til að mynda gígarnir Ýmir, Askur og Búri. Kallistó hefur ekkert þekkt gufuhvolf en ef til vill mjög veikt segulsvið.
Tunglin Leda, Himalía, Lýsíþea, Elara, Ananke, Karme, Parsífe og Sínópa eru lítil. Þvermál þeirra eru frá 16 km (Leda) og upp í 186 km (Himalía). Fjarlægðin frá Júpíter er frá um 11 milljón km og upp í um 24 milljón km. Smæstu tunglin eru flest mjög óregluleg í lögun.
Heimildir:
Beatty, J. K., og A. Chaikin (ritstj): The New Solar System. Sky Publishing House, Bandaríkin/England 1990.
Freedman, R. A. og Kaufmann, W. J.: Universe, 5. útgáfa. New York, W. H. Freedman and Company. 1998.
Pasachoff, Jay: Astronomy: From the Earth to the Universe. Massachusets, Saunders College Publishing, 1998. Fimmta útgáfa.
Weissmann, P. R., McFadden, L. (ritstj): Encyclopedia of the Solar System. New York, Academic Press, 1990.
Myndirnar eru fengnar af síðum NASA og Solarviews:
Sævar Helgi Bragason. „Hvað er einkennandi fyrir tungl Júpíters, sérstaklega Kallistó, Ganýmedes, Íó og Evrópu?“ Vísindavefurinn, 5. apríl 2002. Sótt 24. apríl 2024. http://visindavefur.is/svar.php?id=2269.
Sævar Helgi Bragason. (2002, 5. apríl). Hvað er einkennandi fyrir tungl Júpíters, sérstaklega Kallistó, Ganýmedes, Íó og Evrópu? Vísindavefurinn. Sótt af http://visindavefur.is/svar.php?id=2269
Sævar Helgi Bragason. „Hvað er einkennandi fyrir tungl Júpíters, sérstaklega Kallistó, Ganýmedes, Íó og Evrópu?“ Vísindavefurinn. 5. apr. 2002. Vefsíða. 24. apr. 2024. <http://visindavefur.is/svar.php?id=2269>.
Hér getur þú sent okkur nýjar spurningar um vísindaleg efni.
Hafðu spurninguna stutta og hnitmiðaða og sendu aðeins eina í einu. Einlægar og vandaðar spurningar
um mikilvæg efni eru líklegastar til að kalla fram vönduð og greið svör. Ekki er víst að tími vinnist til að
svara öllum spurningum.
Persónulegar upplýsingar um spyrjendur eru eingöngu notaðar í starfsemi vefsins, til dæmis til að
svör verði við hæfi spyrjenda. Spurningum er ekki sinnt ef spyrjandi villir á sér heimildir eða segir ekki
nægileg deili á sér.
Spurningum sem eru ekki á verksviði vefsins er eytt.
Að öðru leyti er hægt að spyrja Vísindavefinn um allt milli himins og jarðar!
Sólin
Rís 05:22 • sest 21:31
Tunglið
Rís 23:11 • Sest 05:11
Flóð
Árdegis: 06:38 • Síðdegis: 18:56
Fjara
Árdegis: 00:39 • Síðdegis: 12:46
Íó er fimmta í röðinni af þekktum tunglum Júpíters þegar talið er frá honum, þriðja stærsta og innsta Galíleóstunglið. Braut þess er í um 422.000 km fjarlægð frá Júpíter. Að þvermáli er tunglið 3630 km og því aðeins stærra en tungl jarðar. Meðalhitinn við yfirborðið er um -140°C og gögn frá Galíleó-farinu benda til þess að Íó gæti haft örþunnt gufuhvolf úr brennisteinsdíoxíði og öðrum gösum.
Yfirborðið er ótrúlega fjölbreytt. Þegar Voyager-geimförin flugu þar framhjá bjuggust menn við því að sjá gamalt yfirborð alsett gígum. Það sem þeir sáu minnti frekar á matarmikla eða misheppnaða pítsu. Yfirborðið var nefnilega mjög ungt og jarðfræðilega mjög virkt og því síbreytilegt. Á yfirborðinu má finna öskjur sem eru margar hverjar nokkurra kílómetra djúpar, stöðuvötn úr bráðnum brennisteini, fjöll og eldfjallarásir. Íó gæti því hæglega verið martröð kortagerðamannsins. Allt tunglið er eldvirkt og næstum hvert sem litið er spúir eitthvert eldfjallið brennisteinssamböndum á yfirborðið og er það orsökin fyrir furðulegum litum tunglsins. En hvaðan er öll þessi eldvirkni komin?
Eldvirknin á ekki rætur að rekja til flekahreyfinga eins og á jörðinni heldur til sjávarfallakrafta í iðrum Íós vegna nálægðar við Júpíter. Íó snýr ætíð sömu hliðinni að Júpíter, eins og tungl jarðar að jörðu, og þar sem brautin er ekki alveg hringlaga, vegna flóðkrafta frá Evrópu og Ganýmedes, virðist Íó vagga þannig að breytingar verða á styrk flóðkraftanna. Umferðartími Evrópu er um tvöfaldur umferðartími Íós en umferðartími Ganýmedesar er fjórfaldur.
Við þetta aflagast braut Íós sem veldur því að lögunin breytist og við það myndast núningsvarmi í iðrum Íó á kostnað brautarhverfiþungans. Þess vegna getur Íó viðhaldið slíkri eldvirkni og ef þetta ástand væri ekki til staðar hefði eldvirknin dáið út fyrir löngu. Eldvirkni á borð við þá sem er á Íó er óvíða jafn víðtæk og ef miðað er við stærð hnattarins er hann án nokkurs vafa eldvirkasti hnöttur sólkerfisins.
Talið er að Íó dæli um einu tonni af gosefnum á sekúndu út í geiminn. Mikill hluti efnisins sest á yfirborð annarra tungla, sem sést til dæmis á yfirborði Amalþeu, en einnig myndast svokallaður hjólflötur eða hringfeldi (e. torus), kleinuhringslaga belgur, úr leiðandi rafgasi eftir allri braut Íós. Júpíter hefur gríðarsterkt segulsvið og því myndast rafstraumur milli Íós og Júpíters þegar leiðandi rafgas ferðast eftir segulsviðslínunum og er afl þessa straums um það bil Gígavatt (milljarður vatta).
Evrópa er sjötta þekkta tunglið í röðinni og fjórða stærsta tungl Júpíters. Það er annað í röðinni af Galíleóstunglunum og minnst þeira, aðeins smærra en tunglið okkar en þvermálið er 3138 km og braut þess er 670.900 km frá Júpíter.
Evrópa gæti verið sléttasta fasta fyrirbæri sólkerfisins. Yfirborðið virðist vera mikið sprunginn ís þar sem vatn úr miklu íshafi hefur seytlað upp. Gígar eru fáir sem bendir til þess að yfirborðið sé ungt. Sprungurnar eru líklega afleiðing skorpuhreyfinga sem tengjast snúningi, innri gerð og braut Evrópu. Líkt og Íó snýr Evrópa ætíð sömu hlið að Júpíter.
Þó svo að á Evrópu sé mikill kuldi, líklega um -140°C, helst vatnið undir ísnum fljótandi. Það gerist vegna mikils þrýstings og svipaðrar varmamyndunar og á sér stað á Íó. Sumir vísindamenn telja líklegt að eldvirkni sé inni í tunglinu. Það gæti þýtt að innri hitinn kæmi í veg fyrir að vatni frjósi og því hafi myndast haf sem nær um allan hnöttinn. Rannsóknir á lífverum í neðansjávarhverum á jörðinni hafa gefið vísindamönnum vonarglætu um að líf gæti hugsanlega hafa myndast við svipaðar aðstæður á Evrópu.
Ganýmedes er sjötta í röðinni af tunglum Júpíters og þeirra stærst. Hann er þriðja Galíleóstunglið og er braut hans í um 1.070.000 km fjarlægð frá Júpíter. Ennfremur er Ganýmedes stærsta tunglið í sólkerfinu með þvermál upp á 5262 km sem þýðir að það er stærra en reikistjörnurnar Merkúríus og Plútó.
Ganýmedes er að miklu leyti þakinn ísi eins og Evrópa. Hluti yfirborðsins virðist jarðfræðilega ungur og annar hluti virðist gamall. Yngra svæðið er ljóst og einkennist af miklum rásum og hryggjum sem hafa augljóslega myndast þegar fljótandi vatn fyllti upp í víðáttumiklar dældir og sprungur í eldri ísskorpu. Sprungurnar hafa víkkað út síðan og fjöldi samsíða hryggja og dælda myndast á þessum nýju svæðum er skorpan gliðnaði. Eldra svæðið er dökkt og einkennist af loftsteinagígum. Gígar sjást þó á báðum svæðum.
Fjöldi gíga segir okkur að aldur yfirborðsins sé á bilinu 3 til 3,5 milljarðar ára. Gígar liggja einnig yfir rásakerfunum en það mekrir að þau séu fremur gömul. Á yfirborðinu má einnig sjá yngri gíga. Gígarnir eru fremur flatir og ekki er að sjá að þar séu hringfjöll sem eru algeng á tunglinu og Merkúríusi. Ástæðuna er líklega að finna í veikri ísskorpunni.
Mælingar Galíleófarsins hafa gefið til kynna vísbendingar um talsvert sterkt segulsvið, tvípólsvið eins og á jörðinni. Líklegasta skýringin á tilvist þess er spanflæði leiðandi vökva í málmkjarnanum.
Kallistó er áttunda tunglið í röðinni og næststærst. Það er ysta Galíleóstunglið en braut þess er 1.883.000 km frá Júpíter. Þvermál Kallistós er um 4800 km og er það því aðeins stærra en reikistjörnurnar Merkúríus og Plútó en massinn er einungis 1/3 af massa Merkúríusar.
Stjörnufræðingar telja líklegt að yfirborð Kallistós sé að hluta til úr ís eins og á Evrópu og Ganýmedesi. Yfirborðið er engu að síður mjög gígótt og því mjög gamalt. Það er dökkleitt því að líklegt þykir að ryk hafi sest á yfirborðið og hulið ísinn. Yfirborðið er að öllum líkindum það elsta og gígóttasta í sólkerfinu og hefur ekki tekið miklum breytingum frá því að loftsteinar rákust á það fyrir um 4 milljörðum ára eða stuttu eftir að sólkerfið myndaðist. Þar sem loftsteinar hafa nýlega rekist á yfirborðið má sjá hvítar skellur þar sem gat hefur komið á ryklagið og fljótandi vatn flætt upp og myndað nýjan ís.
Stærstu gígarnir eru umluktir hringjum sem líkjast risastórum sprungum en hafa sléttast út vegna íshreyfinga. Stærsti gígurinn á Kallistó heitir Valhöll. Hann er 4000 km í þvermál og er hann gott dæmi um fjölhringjadæld sem er afleiðing af miklum árekstri. Önnur dæmi eru Ásgarðar sem eru einnig á Kallistó, Austurhafið (e. Mare Orientale) á tunglinu og Caloris-dældin á Merkúr.
Í gígum Kallistós er ekki að finna hringfjöllin, geislamynduðu rákirnar og miðdældirnar, sem algengt er að sjá í gígum á tunglinu og Merkúríusi. Myndir sýna að á sumum svæðum hafa smáir gígar að mestu afmáðst. Það bendir til einhvers konar jarðfræðilegrar virkni.
Heiti flestra kennileita á yfirborði Kallistós eru fengin úr norrænni goðafræði. Á Kallistó eru til að mynda gígarnir Ýmir, Askur og Búri. Kallistó hefur ekkert þekkt gufuhvolf en ef til vill mjög veikt segulsvið.
Tunglin Leda, Himalía, Lýsíþea, Elara, Ananke, Karme, Parsífe og Sínópa eru lítil. Þvermál þeirra eru frá 16 km (Leda) og upp í 186 km (Himalía). Fjarlægðin frá Júpíter er frá um 11 milljón km og upp í um 24 milljón km. Smæstu tunglin eru flest mjög óregluleg í lögun.
Heimildir: