Jupiterin kuut – Tässä ovat Jupiteria kiertävät kuut

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 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.

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

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.

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.

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 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.

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.

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.