가니메데(Ganymede, 목성 III)는 목성의 위성으로,태양계의 위성들 중 가장 크고 밝습니다.목성에서 평균 거리 순으로 일곱 번째이고,갈릴레이 위성 중에선 세 번째에 위치를 합니다.공전 주기는 약 7일이며,유로파와 2:1,이오와 4:1의 궤도 공명을 일으킵니다.가니메데는 지름 5,262km로 행성인 수성보다 8% 길지만,질량은 수성의 45%에 불과하며,이는 달의 2배에 달합니다.
1.가니메데의 크기와 구조
태양계의 위성 중 두 번째로 큰 토성의 위성 타이탄보다 지름은 2% 더 크며, 질량은 10% 더 무겁다. 지구의 달과 비교하면 지름은 51% 더 크며,질량은 2.02배입니다.가니메데는 규산염 암석과 얼음이 거의 같은 비율로 이루어져 있고 구조는 잘 분화되어,중심의 철이 풍부한 액체 상태의 핵,얼음과 지하 바다가 번갈아가며 여러층을 이루고 있는 바깥 부분으로 구성된 것으로 추정 됩니다. 가니메데의 표면은 크게 두 부분으로 나누며,어두운 부분은 40억 년 전에 생긴 충돌구와 함께 위성 표면의 삼분의 일 가량을 덮고 있습니다.그보다 덜 오래된 듯한,광범위한 균열과 능선이 가로지르고 있는 밝은 부분이 나머지를 덮고 있습니다.밝은 지역의 균열과 능선의 원인은 밝혀지지 않았습니다.가니메데는 태양계에서 자체 자기장이 있는 유일한 위성으로,액체 핵의 대류 현상으로 발생하는 것으로 추정하고 있습니다.약한 자기장은 목성의 커다란 자기장에 묻혀 장선의 요동으로 표시되며,미량의 수소가 대기에 존재하며,아주 옅은 산소 대기층이 있습니다.이 안에는 O(산소 원자), O2(산소 분자),O3 (오존)이 있을 것으로 추정이 되며,대기권에 전리층이 존재하는지의 여부는 확인되지는 않았습니다.
2.물리적 특성
①구성 성분
가니메데의 평균 밀도는 1.936 g/cm3입니다.주로 얼음과 암석이 비슷한 비율로 구성된 것이라 추정이 되고,얼음의 질량 분율은 46~50% 사이라고 생각되고,이는 칼리스토에 비해 약간 낮습니다. 암모니아와 같은 추가적인 휘발성 얼음도 존재한다고 생각됩니다.가니메데의 암석은 알려진 바가 없지만,아마도 L/LL 형 일반 구립 운석에 가까울 것으로 생각되며 적은 양의 철 핵을 가지고 있을 것으로 생각되며 적은 양의 금속 철과 산화철로 이루어진,H형 운석에 가까울 것으로 생각됩니다. 가니메데에서 규소에 대한 철의 질량비는 1.05–1.27로 생각이 되고,태양에서의 비율은 1.8입니다.가니메데의 표면 반사율은 43% 정도이며,얼음과 물이 50%~90% 정도의 비율로 표면에 뒤덮여 있는 것으로 생각이 되며,가니메데의 내부보다 더 많이 존재하는 것으로 생각이 됩니다. 적외선 분광법으로 1.04, 1.25, 1.5, 2.0과 3.0 μm의 파장에서 강한 흡수선이 발견이 되고,얼음은 그루브 지형을 밝게 하기 때문에 어두운 지역보다 더 많은 양의 얼음이 밝은 지역에 함유되어 있습니다.갈릴레오 우주선과 지상에서 고해상도로 관측한 근적외선과 자외선 스펙트럼 자료에서 물과 관련된 원소 구성비를 발표했습니다.가니메데의 표면에는 이산화탄소,이산화황이 존재하고,시아노겐,수산화 황산염 그리고 다양한 유기 화합물이 있을 것으로 추정이 됩니다.갈릴레오는 또한 황산 마그네슘 (MgSO4)이 표면에 존재하는 것을 보여 주었고,황산 나트륨 (Na2SO4)이 아마도 가니메데의 표면에 존재할 것이라는 것을 보여 주었습니다.이러한 소금 광물은 지하 바다에서 발생할 가능성이 있고,가니메데의 표면은 비대칭이라고 합니다.순행 반구가 역행 반구보다 밝고,이는 유로파와 비슷하지만,반대의 경우인 칼리스토도 마찬가지이고,가니메데의 역행 반구는 이산화황이 풍부한 것으로 나타납니다.이산화탄소의 분포는 반구 비대칭을 보여주지 않고,극 근처에서는 발견되지 않았습니다.가니메데의 모든 충돌구는 하나를 제외하고 이산화탄소가 뭉친 모습을 보여주지 않으며,이는 칼리스토와 구별된 모습이라고 합니다.아마도,가니메데의 이산화탄소 기체는 과거에 고갈되었을 것입니다.
②내부구조
가니메데는 구조가 완전히 차별화된 것으로 보이며,황화 철–철로 이루어진 핵과 규산으로 이루어져 있는 맨틀로 이루어져 있습니다.가니메데 내부에 있는 이 층의 자세한 길이는 규산염의 비율 가정(감람석과 휘석의 분수)과 핵에 있는 황산의 양에 따라 달라집니다. -지하 바다 1970년,나사의 과학자들이 두 얼음층 사이에 있을지도 모르는 거대 바다를 생각하였습니다.1994년에 미항공우주국의 갈릴레오 우주선은 가니메데를 지나쳐 가면서 위성에 있는 바다를 확인을 하였습니다.2014년에 발표된 소금의 영향을 고려한 분석에 따르면, 가니메데에는 여러 층의 얼음과 암석 맨틀에 인접해 있는 여러 층의 바다로 이루어져 있다고 밝혔습니다.물과 바위의 접축은 생명의 기원에 중요한 원인이 될 수도 있습니다.
③핵
가니메데는 철이 풍부한 액체 핵을 가지고 있으며,이로 인해 자기장이 존재한다는 것을 갈릴레오 호이 발견을 했고,액체 철 핵에서 대류 현상이 일어나고,이는 높은 전도성을 갖게 합니다.이것이 가장 자연스러운 자기장 발생 모델이며,핵의 밀도는5.5–6 g/cm3이고,규산염 맨틀의 밀도는 3.4–3.6 g/cm3입니다.이 핵의 반경은 최대 500 km일 수 있으며,가니메데의 핵 온도는 아마도 815–926 °C일 것이고,핵의 기압은 10G Pa가 넘을 것입니다.
3.표면의 특징
가니메데의 표면은 2가지 지형이 혼합되어 있는 모습이고,전체적으로 매우 오래되었다는 특징을 가지고 있습니다.높은 지형과 충돌구가 존재하며,어두운 영역은 다소 젊은 편이고(하지만 고대 지형이다),밝은 영역은 도랑과 평지의 조합으로 이루어져 있습니다.어두운 지형은 표면의 3분의 1을 차지를 하고,점토나 충돌구에서 유기 물질이 나타날 가능성이 있습니다.가니메데의 표면에 있는 긴 줄이 생기게 한'가열 기구'는 행성 과학의 해결되지 않은 문제들 중 하나입니다.현재 가니메데의 표면은 자연적인 지각 변동에 의한 홈이 많으며,얼음화산이 만약 존재한다면, 이것에 대해 약간의 역할을 했다고 생각을 합니다.
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