Jupiter kuut

Jupiterin kuut – Tässä ovat Jupiteria kiertävät kuut

Kaasuplaneetta Jupiter tunnetaan monista kuistaan. Niiden joukossa ovat myös niin sanotut Galilein kuut, joista yksi on koko Aurinkokunnan suurin kuu. Tieteen Kuvalehti tutustuttaa sinut perusteellisesti Jupiterin kiertolaisiin.

Kaasuplaneetta Jupiter tunnetaan monista kuistaan. Niiden joukossa ovat myös niin sanotut Galilein kuut, joista yksi on koko Aurinkokunnan suurin kuu. Tieteen Kuvalehti tutustuttaa sinut perusteellisesti Jupiterin kiertolaisiin.

Shutterstock

Montako kuuta Jupiterilla on?

Jupiterilla on 79 tunnettua kuuta. Niitä on vain kolme vähemmän kuin Saturnuksella, jolla on 82 kuuta ja siten eniten kuita koko Aurinkokunnassa.

Ei ole kuitenkaan varmaa, että johtoasema kauan pysyy Saturnuksen hallussa, koska tähtitieteilijät löytävät jatkuvasti uusia kuita Aurinkokunnan planeettojen ympäriltä.

Jupiter olikin pitkään planeetta, jolla kuita oli eniten.

Syksyllä 2019 Kansainvälinen tähtitieteellinen unioni ilmoitti, että Saturnuksen ympäriltä oli havaittu peräti 20 uutta kuuta ja että Jupiter siksi menetti johtoasemansa – ainakin toistaiseksi.

Jupiterilla voi olla 600 kuuta

Kesällä 2021 eräs amatööriastronomi löysi taas yhden uuden Jupiterin kuun.

Kansainvälinen tähtitieteellinen unioni ei ole vielä lopullisesti hyväksynyt uutta kuuta, mutta toisten astronomien mukaan todisteet Jupiterin 80. kuun olemassaolosta ovat varsin vahvoja.

Lisäksi kanadalaisen Brittiläisen Columbian yliopiston tutkimus osoittaa, että Jupiterin kuita todellisuudessa saattaa olla useita satoja.

Kanadalaisastronomit ovat tutkineet erilaisia Jupiterin arkistokuvia ja yhdistelleet niitä tavalla, joka voi paljastaa pieniä kuita Jupiterin kiertoradalta.

Tällä menetelmällä astronomit löysivät 52 kohdetta, jotka hyvinkin voivat olla uusia pieniä kuita. Ja koska tutkimus koski vain hyvin pientä avaruuden kaistaletta Jupiterin ympärillä, astronomit arvelevat, että Jupiterilla saattaa olla huimaavat 600 kuuta.

Siksi on mahdollisesti vain ajan kysymys, milloin Jupiter voi jälleen nousta ensimmäiselle sijalle Aurinkokunnan kuiden määrässä.

Löydät yleiskatsauksen Jupiterin kuihin tästä.

Mitä ovat Galilein kuut?

Galilein kuut ovat Jupiterin neljä suurinta kuuta.

Galilein kuiden nimet:

  • Ganymedes
  • Io
  • Europa
  • Kallisto

Kuita kutsutaan Galilein kuiksi, koska ne löysi italialainen tähtitieteilijä Galileo Galilei talvella 1610.

Galilei havaitsi ensin Ion, Europan ja Kalliston 7. tammikuuta, ja 11. tammikuuta hänen silmiinsä osui myös Ganymedes, joka on suurin Jupiterin kuista ja myös koko Aurinkokunnan suurin kuu.

Jupiterin neljä suurinta kuuta

Jupiterin neljä suurinta kuuta – Galilein kuut – suuruusjärjestyksessä: Ganymedes (vas.), Kallisto, Io ja viimeisenä Europa.

© Lasse Alexander Lund-Andersen

Galilein kuut on nimetty kreikkalaisen Zeus-jumalan rakastajien mukaan. Se ei kuitenkaan ole Galilein ansiota.

Nimet antoi saksalainen tähtitieteilijä Simon Marius teoksessaan Mundus Iovialis. Samassa teoksessa Marius väitti, että hän oli ensimmäisenä havainnut Jupiterin kuut. Sittemmin on varmistunut, että Galilei havaitsi kuut ensin, mutta aikaeroa oli vain yksi ainoa päivä.

Galileita eivät Mariuksen antamat nimet miellyttäneet, ja hän nimesi siksi Jupiterin kuut numerojärjestelmällä:

  • Jupiter I (Io)
  • Jupiter II (Europa)
  • Jupiter III (Ganymedes)
  • Jupiter IV (Kallisto)

Nykyään Galilein kuut tunnetaan parhaiten kreikkalaisilla nimillään, mutta numerojärjestelmääkin käytetään yhä, etenkin silloin, kun astronomit löytävät Jupiterin ympäriltä uusia kuita ja ne pitää nimetä.

Kaikkien neljän Galilein kuun kierto on – samoin kuin Maan kuun – lukkiutunut suhteessa planeettaan. Se tarkoittaa, että Io, Europa, Ganymedes ja Kallisto kääntävät aina saman puolen Jupiteria kohti.

Ganymedes

Ganymedes on Aurinkokunnan suurin kuu

Ganymedes lienee Jupiterin kuista se, joka voi kehuskella useimmilla ennätyksillä.

Ganymedes on 5 268 kilometrin läpimitallaan Aurinkokunnan yhdeksänneksi suurin kappale ja siten Aurinkokunnan kooltaan ja massaltaan suurin kuu. Maan kuun läpimitta on vain 3 476 kilometriä.

Jupiterin kuut - Ganymedes

Kookas Ganymedes on suurempi kuin planeetta Merkurius ja kääpiöplaneetta Pluto. Lisäksi Ganymedeksen pinta vuorineen ja rotkoineen viittaa vastaavaan laattatektoniikkaan, joka tunnetaan Maasta. Geologisesta aktiivisuudesta on kuitenkin paljon aikaa.

© Shutterstock

Ganymedes on myös Aurinkokunnan ainoa kuu, jolla tiedetään olevan magneettikenttä.

Ganymedeksen magneettikentän havaitsi Nasan Galileo-avaruusluotain vuonna 1996, ja vuonna 1998 Hubble-teleskooppi otti ensimmäiset infrapunakuvat kuun napojen revontulista.

Tähtitieteilijät arvelevat, että magneettikenttä syntyy sisäytimessä olevan sulan raudan tai kuun jääpeitteen alaisen nestemäisen suolavesikerroksen liikkeistä.

Ganymedeksessa voi olla nestemäistä vettä

Nasassa on 1970-luvulta asti uumoiltu, että Ganymedes sisältää nestemäistä vettä. Sittemmin oletusta ovat tukeneet monet havainnot, muun muassa Ganymedeksen magneettikentän löytyminen 1990-luvulla.

Vuonna 2015 Hubble-teleskoopin kuvan analyysit osoittivat, että Ganymedeksen revontulet liikkuvat tavalla, joka viittaa vahvasti siihen, että kuussa on nestemäistä suolavettä 160 kilometriä sen pinnan alla. Tähtitieteilijöiden mukaan Ganymedeksessa saattaa olla jopa valtameriä, jotka sisältävät enemmän suolavettä kuin koko maapallon meret.

Jos Ganymedeksessa on nestemäistä vettä, siellä voi olla myös elämää. Nasalla on siksi valmiina hanke, jonka tehtävänä on selvittää, onko Ganymedeksessa elinkelpoinen ympäristö ja mahdollisesti jopa elämää.

Kesällä 2023 laukaistaan Jupiter Icy Moons Explorer (JUICE) -luotain kohti Ganymedesta, Kallistoa ja Europaa. Vulkaanisesti aktiivisessa Io-kuussa ei aiota käydä, koska sen rajut olosuhteet eivät juuri elämää suosisi.

Jos kaikki sujuu suunnitelmien mukaan, JUICE saavuttaa Jupiterin vuonna 2031 ja asettuu syksyllä 2032 Ganymedeksen kiertoradalle.

Io

Io on vulkaanisesti aktiivisin kuu

Kaikkien Aurinkokunnan pienten ja suurten kappaleiden joukossa Jupiterin Io-kuu on vulkaanisesti ylivoimaisesti aktiivisin.

Kellertävässä Galilein kuussa on satoja kuplivia tulivuoria, ja jotkin purkauksista ovat niin voimakkaita, että vulkaanista ainesta sinkoutuu yli 400 kilometrin päähän avaruuteen.

Jupiterin kuut Io

Io-kuun keltaisen, punaisen, valkoisen ja mustan värin kirjoma ulkonäkö johtuu sen vulkaanisen toiminnan tuottamista erilaisista rikkiyhdisteistä.

© Shutterstock

Ion koko pinta peittyy uuteen laavaan miljoonan vuoden kuluessa, joten kuu on saanut uuden pinnan useita tuhansia kertoja.

Kolmentyyppiset purkaukset tekevät Iosta hornankattilan

Vulkaanista toimintaa Iossa

Räjähtävät purkaukset

Äkilliset purkaukset tuottavat kilometrien korkuisia laavasuihkuja, jotka kestävät viikkoja tai kuukausia.

1

Virtaavat purkaukset

Purkaukset jatkuvat vuosia ja levittävät laavaa tuhansien neliökilometrien alalle.

2

Pienet purkaukset

Suhteellisen pienet purkaukset syntyvät vanhoissa tulivuorikraattereissa, missä ne muodostavat laavajärviä.

3
© NASA & Claus Lunau

Jupiterin painovoima kuumentaa Ion

Vulkanismi on peräisin Ion sisäosien voimakkaasta lämpenemisestä, joka taas aiheutuu siitä, että Jupiter jatkuvasti vetää ja työntää Io-kuuta.

Io on sisin Jupiterin neljästä suuresta kuusta, ja sen radan määräävät kaksi muuta kuuta, Europa ja Ganymedes. Ne pitävät Ion soikealla radalla niin, että Jupiterin painovoima koko ajan vaikuttaa kuuhun eri tavoin.

Siksi Io muuttaa koko ajan muotoaan, ja kitkavastus synnyttää kuun sisuksissa äärimmäistä kuumuutta.

Tutkimuksen mukaan kuumuus kasautuu etenkin juuri Ion kuoren alla olevaan kerrokseen. Siellä kiviaines muuttuu nestemäiseksi ja paine nousee. Pieninkin halkeama saa siksi laavan vyörymään ylös sisuksista.

Europa

Europa tarjoaa toivoa elämästä

Europa on Galilein kuista pienin. Ulkoapäin se ei näytä kovinkaan kutsuvalta.

Oman kuumme kokoisen Europan pinta on karu ja jääpeitteinen, eikä se äkkiseltään vaikuta elämälle suotuisalta.

Monet havainnot ja löydöt ovat kuitenkin tehneet Europasta tieteellisesti yhä kiinnostavamman.

Jupiterin kuut - Europa

Europan pinnan vaaleuden aiheuttaa kuuta peittävä jääkerros.

© Shutterstock

Voyager 2 -luotain lensi 40 vuotta sitten Europan ohi ja otti kuvia, jotka herättivät astronomien uteliaisuuden. Kuvat osoittivat, että jäässä oli pitkiä railoja ja halkeamia, mutta yllättävää kyllä ei lähes lainkaan meteori-iskuista syntyneitä kraattereita.

Selityksen täytyi olla se, että Europassa on tietynlaista geologista aktiivisuutta, joka ajan mittaan pyyhkii kraatterit pois näkyvistä.

Myöhemmät, Galileo-luotaimen ottamat kuvat vahvistivat 1990-luvulla teoriaa siitä, että jään alla voisi olla nestemäisen veden meri, johon Jupiterin painovoima vaikuttaa niin, että se kohoilee ja saa jään halkeilemaan. Ja sitten vuonna 2012 Hubble-teleskooppi havaitsi ensimmäiset merkit geysireistä, jotka syöksivät vettä jään läpi.

Jupiter kiskoo vettä Europan pinnanalaisesta merestä

Geysirejä Europa-kuun pinnalla

Jupiter repii jäähän railoja

Jupiterin painovoima saa Europan jään halkeilemaan.

1

Halkeamista puristuu vettä

Europan meren vesi puristuu jääpeitteen pintaa vasten.

2

Geysirit syöksevät höyrysuihkuja kaasukehään

Paikoitellen vesi läpäisee jään ja sinkoutuu pinnalle höyrynä. Vuonna 2019 tutkijat mittasivat vesihöyryä ensimmäistä kertaa.

3
© SETI Institute/JPL-Caltech/NASA

Vesihöyryn merkkejä kaasukehässä

Syksyllä 2019 Nasan astronomit onnistuivat todistamaan, että Europassa todellakin on geysirejä – ja siten myös nestemäinen meri.

Havaijilla toimivan Keck-teleskoopin avulla tehtiin ensin täsmällisiä mittauksia Europan infrapunavalosta.

Sitten selvitettiin spektrometrialla, mitä aineita Europan ohut kaasukehä sisältää, ja kaasukehästä löytyi varmoja merkkejä vesihöyrystä.

Tutkijoiden laskelmat olivat äärimmäisen monimutkaisia, koska he tekivät havaintonsa Maan pinnalta.

Siten Europan valo ei ollut kulkenut ainoastaan sen oman kaasukehän läpi vaan se oli läpäissyt myös Maan ilmakehän, joka on täynnä vesihöyryä, ja nämä jäljet piti poistaa, jotta saatiin todellinen kuva Europan vesihöyrystä.

Jos vesi on peräisin pinnanalaisesta merestä, mikä on todennäköistä, täytyy olla olemassa myös pinnan ja meren välinen kulkureitti. Se taas tarkoittaa sitä, että elämän ainesosat, kuten happi, orgaaniset molekyylit ja ravintosuolat, voivat liittyä toisiinsa.

Kaksi alusta lähdössä Europaan

Lähivuosina saattaa selvitä, onko Europassa elämää tai onko siellä edellytykset elämälle.

Vuonna 2023 Nasa laukaisee JUICE-luotaimen kohti Ganymedesta, Europaa ja Kallistoa. Seitsemän vuotta kestävän matkan jälkeen JUICE tarkkailee kolme vuotta kolmea Galilein kuuta, joilla kaikilla oletetaan olevan jään alla valtameriä.

Hankkeen tarkoituksena ei ole vain paljastaa elämän edellytyksiä vaan myös kerätä yleisesti tietoa Galilein kuiden muodostumisesta ja kehityksestä.

Nasa keskittyy ainoastaan Europaan, kun se vuonna 2024 tai 2025 laukaisee matkaan Europa Clipper -aluksen.

Europa Clipper kartoittaa kuusivuotisen matkansa jälkeen suurimman osan Europasta ja tutkii, ovatko olosuhteet otollisia elämälle.

Kallisto

Kallisto on Aurinkokunnan kolmanneksi suurin kuu

Kallisto on 4 821 kilometrin läpimitallaan Aurinkokunnan kolmanneksi suurin kuu ja Jupiterin kuista toiseksi suurin.

Kallisto on Galilein kuista kauimpana Jupiterista, ja siksi se ei ole osa niin sanottua rataresonanssia, joka vallitsee Jupiterin ja kolmen muun Galilein kuun, Ganymedeksen, Ion ja Europan, välillä.

Kallistossa ei myöskään esiinny samanlaista kuumuutta, joka syntyy Jupiterin painovoiman aiheuttaman sisäisen kitkan seurauksena.

Jupiterin kuut - Kallisto

Kalliston ruskea väri johtuu todennäköisesti siitä, että meteorien aines on värjännyt kuun jäistä pintaa.

© Shutterstock

Kallisto on täynnä kraattereita

Kalliston pinnassa ei ole – toisin kuin Ganymedeksen – mitään merkkejä geologisesta aktiivisuudesta, ja Kalliston maisema muodostuu siksi vain kraattereista. Kallistossa onkin Aurinkokunnan kuista eniten kraattereita.

Useimmat Kalliston kraattereista näyttävät osin peittyneiltä, koska kuun jäinen vaippa on miljoonien vuosien kuluessa pehmentänyt kraatterien ääriviivoja.

Kalliston suurin kraatteri on nimetty Valhallaksi. Valhallan läpimitta on vajaat 4 000 kilometriä, ja siten se on Aurinkokunnan suurin tunnettu kraatterirakenne.

Kalliston toiseksi suurin kraatteri on skandinaavisten jumalten valtakunnan Asgårdin mukaan nimetty Asgard. Sen läpimitta on 1 700 kilometriä.

Kallistossa on erikoinen kraatterimuodostelma

Vuonna 1979 Voyager 1 -luotain otti Kallistosta kuvan pitkästä suorasta kraatterijonosta.

Gipul Catena kraatteri Kallistossa

Gipul Catena -kraatteri (kuvassa) on ainutlaatuinen Kallistossa, mutta vastaavia kraatterimuodostelmia on havaittu muistakin Jupiterin kuista. Esimerkiksi Ganymedeksessa on Enki Catena -kraatteri, joka myös näyttää suorassa jonossa olevilta törmäyskraattereilta.

© NASA

Kraatterit saivat nimen Gipul Catena, ja astronomit arvelevat niiden syntyneen komeetasta, jonka vuorovesivoimat olivat repineet rikki ennen sen iskeytymistä Kallistoon.

Teoriaa tukevat havainnot Shoemaker-Levy 9 -komeetasta, joka havaittiin vuonna 1993 ja jonka Jupiterin vuorovesivoimat juuri olivat repineet kappaleiksi.

Shoemaker Levy 9-komeetan palasia

Osa Shoemaker-Levy 9 -komeetan 21 palasesta, jotka yhdysvaltalainen geologi Eugene Shoemaker havaitsi yhdessä puolisonsa Carolynin sekä tähtitieteilijä David Levyn kanssa vuonna 1993.

© NASA, ESA, and H. Weaver and E. Smith (STScI)

Samoin kuin Ganymedeksen ja Europan osalta tutkijat arvelevat, että myös Kallistossa on nestemäisen veden meri sen useiden kilometrien paksuisen jääkerroksen alla.

Siksi JUICE-luotain tutkii myös Kallistoa, kun se saapuu Galilein kuiden luo aikanaan 2030-luvulla.