Mokslininkams pavyko atskleisti Ganimedo ir Kalisto skirtingos evoliucijos paslaptį

Ganimedas (ang. Ganymede) ir Kalisto (ang. Callisto) yra didžiausi Jupiterio palydovai, matomi net per mėgėjiškus teleskopus ar žiūronus. Šie palydovai panašūs savo dydžiu (spindulys R~2634 km ir ~2410 km atitinkamai) bei vidutiniu tankiu, tačiau labai skiriasi paviršiaus topologija bei vidine struktūra. Tai galėjo nulemti skirtinga šių palydovų evoliucijos eiga.

Nors abiejų palydovų paviršius sudaro ledas su įvairiomis priemaišomis, tačiau Ganimedo paviršius atrodo tarsi būtų gyvas - dėl gelmėse vykstančių procesų, paviršiaus dariniai laikui bėgant nyksta. Kalisto palydove priešingai, stebimi paviršiuje dariniai yra labai seni.

Mokslininkai, norėdami suprasti šiuos skirtumus palydovų paviršiuje, modeliavo jų evoliuciją Vėlyvojo kosminio bombardavimo (VKB) (ang. Late Heavy Bombardment) metu.

Saulės sistemos didieji kūnai šiuo periodu (prieš ~3.8-4.1 mlrd. m) itin dažnai susidurdavo su asteroidais ar kometomis. Smūgių metu susidarydavo didžiuliai krateriai, o išsiskyrusi energija virsdavo šiluma, taip šildydama planetų bei jų palydovų paviršius. Tokie pat procesai vykdavo ir Ganimedo bei Kalisto paviršiuose - dažni smūgiai tirpdė ledą, kurio priemaišos grimzdo gilyn ir formavo palydovų branduolius.

Nuolatinį asteroidų ir kometų srautą į šiuos palydovus „parūpindavo“ pats Jupiteris – kosminiai kūnai, patekę į stiprų planetos gravitacinį lauką, būdavo nukreipiami į Ganimedą bei Kalisto. Kadangi Ganimedas yra arčiau Jupiterio, jame VKB metu įvyko žymiai daugiau smūgių, o tai reiškia, jog ir susidariusių kraterių bei išsiskyrusios energijos teko daugiau nei jo kaimynui Kalisto.

Modeliavimo duomenys rodo, jog išsiskyrusios šilumos užteko, kad būtų ištirpdytas visas Ganimedo paviršius – priemaišoms dideliais kiekiais grimztant gilyn prasidėjo savaiminis branduolio formavimasis, nebepriklausomas nuo išorinių smūgių.

Žemiau pateiktoje animacijoje pavaizduotas palydovų vidinės struktūros kitimas VKB metu. Kairėje pusėje pavaizduoti palydovų paviršiai, dešinėje – vidinė struktūra. Spalvos reiškia skirtingo tankio medžiagas: juoda – uolienos, mėlyna – ledas su priemaišomis. Šviesesnė spalva reiškia mažesnį priemaišų kiekį. Ganimedo bombardavimo laikotarpiu beveik visas palydovų paviršius buvo ištirpdytas, sunkesnės medžiagos grimzdo į gelmes, formuodamos branduolius. Galiausiai paviršiuje liko ledas su labai nedaug priemaišų.